Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства

Комментарии к статье

Предлагаемый автором вариант зарядного устройства собран на доступной элементной базе, практически не нуждается в налаживании и достаточно прост в повторении. Установка тока зарядки в интервале 0...10 А производится поворотом ручки переменного резистора на передней панели.

Работа зарядного устройства основана на известном методе вертикального управления регулирующим элементом - тринистором. На входах компаратора происходит сравнение пилообразного напряжения с постоянным образцовым. В момент, когда их значения становятся равными и затем их разность изменяет знак, происходит формирование управляющего импульса. Ток зарядки зависит от фазы импульса, которую можно регулировать вручную, изменяя образцовое напряжение. В качестве компаратора использован ОУ общего применения.

Отличительная особенность этого устройства состоит в том, что управление происходит не в сильноточной выходной цепи, а в сравнительно слаботочной входной - первичной обмотке понижающего сетевого трансформатора. Это уменьшает потери мощности в виде выделения тепла на регулирующем элементе, что положительно сказывается на надежности устройства. Кроме того, отпадает необходимость установки регулирующего элемента на теплоотвод. Устройство способно отдавать в нагрузку ток до 10 А. Схема приведена на рис. 1.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Напряжение со вторичной обмотки мощного сетевого трансформатора Т1 поступает на выпрямительный мост, собранный на диодах VD2-VD5, к выходу которого через плавкую вставку FU2, амперметр PA1 и соединительные провода в соответствующей полярности подключают заряжаемую аккумуляторную батарею.

На маломощном сетевом трансформаторе Т2, выпрямительных мостах VD6, VD7, сглаживающих конденсаторах С2-С4 и интегральном стабилизаторе напряжения DA1 собран источник питания узлов управления регулирующим элементом - тринистором VS1. Сдвоенный ОУ на микросхеме DA2 питается напряжением +14 В с плюсового вывода конденсатора С2 и -7 В с минусового вывода C3. Эти значения могут лежать в интервале +12...16 В и -3...12 В соответственно в зависимости от напряжения вторичных обмоток имеющегося трансформатора (см. ниже).

На нагрузочном резисторе R3 формируются синхронизирующие импульсы для узла управления, для чего между плюсовыми выводами моста VD6 и конденсатора С2 включен разделительный диод VD8. Импульсы имеют обычный вид полусинусоид с частотой следования 100 Гц.

Пилообразное напряжение (ПН) формирует генератор, состоящий из двух узлов: источника стабильного тока зарядки конденсатора С5, собранного на транзисторе VT2, резисторах R12-R14, и узла его быстрой разрядки на ОУ DA2.1, включенного как компаратор. Пока напряжение очередного синхронизирующего импульса частотой 100 Гц, поступающего с резистора R3 на неинвертирующий вход (вывод 3) ОУ, больше уровня заданного делителем R6 R7, на выходе (выводе 1) ОУ около +13 В и напряжение на конденсаторе С5 линейно нарастает. Ток зарядки задан резистором R12 так, что по достижении на конденсаторе +8,5 В спадающее напряжение очередного импульса синхронизации становится меньше уровня, заданного делителем. В этот момент на выходе ОУ напряжение сменяет полярность и происходит быстрая перезарядка конденсатора С5 до -0,7 В через цепь: выход ОУ, VD9, R9, линия питания 0 В. По достижении следующим импульсом уровня напряжения, заданного делителем, процесс повторяется.

Сигнал с выхода генератора ПН поступает на узел сравнения, где сравнивается с образцовым напряжением управления, установленным переменным резистором R4. Узел сравнения работает тоже как компаратор и собран на ОУ DA2.2. При линейном нарастании ПН в момент его равенства с управляющим на выходе ОУ возникает нарастающий перепад напряжения, а при резком спаде ПН - спадающий. Момент спада практически совпадает с моментом прохождения сетевого напряжения через ноль.

Положительным импульсом с выхода ОУ открываются транзистор VT1 и регулирующий элемент - тринистор VS1. Импульс воздействует на его управляющий электрод до окончания каждого полупериода сетевого напряжения. Тринистор управляет состоянием коммутатора, собранного на диодном мосте VD1, включенного последовательно с первичной обмоткой мощного сетевого трансформатора Т1. С изменением напряжения управления изменяется время (угол) подключения первичной обмотки к сети в каждый ее полупериод, а значит, и среднее значение зарядного тока.

В устройстве применен трансформатор Т1 - ОСМ1-0,16, который можно заменить другим мощностью не менее 160 ВА и с напряжением вторичной обмотки 12...18 В. При меньшем максимальном токе зарядки можно установить трансформатор меньшей выходной мощности. Т2 - любой сетевой маломощный с двумя вторичными обмотками. Напряжение обмотки II должно быть 12.16 В при токе нагрузки 0,3 А, а обмотки III - 3.12 В без нагрузки. Конденсатор С5 желательно применить с малым током утечки, например, полиэтилентерефталатный К73-16. Переменный многооборотный резистор - СП5-44-01, СП5-39 или импортный 3540S-1 4,7.100 кОм. По мнению автора, отечественные резисторы превосходят импортный аналог по надежности.

Транзистор VT1 следует выбрать с наибольшим коэффициентом передачи тока из имеющихся в наличии. Неоновая лампа-любая. Выключатель SA1 - тумблер на рабочее напряжение 250 В, ток 5 А. Амперметр PA1 с пределом измерения постоянного тока 10 А, а вольтметр PU1 - постоянного напряжения 25 В. Для подключения к аккумуляторной батарее использованы два сильноточных зажима типа "крокодил". Соединительный провод - марки ПВС, четырехжильный сечением по 2 мм2 каждой жилы. Две жилы, по одной от каждого зажима, - силовые, а две другие подключены к вольтметру PU1. Эта мера исключает погрешность измерения напряжения зарядки при протекании зарядного тока по проводам. Для удобства переноски соединительные провода к устройству подключены через разъем РП10-7 (на схеме не показан). Внешний вид устройства приведен на рис. 2. Корпус взят от старого эстрадного усилителя мощности "Радуга".

Рис. 2

Правильно собранное устройство налаживания не требует. При первом включении вместо аккумуляторной батареи следует подключить галогенную лампу мощностью 50 Вт на 12 В. При вращении ручки переменного резистора R4 яркость лампы должна плавно изменяться, а стрелки амперметра и вольтметра отклоняться вслед за вращением ручки. В случае отсутствия должной регулировки яркости или наличия иного признака неработоспособности перед поиском неисправности следует отключить трансформатор Т1 и диодный мост VD1 от сети. Далее, включив устройство в сеть, проверяют наличие указанных выше напряжений на конденсаторах С2 и С3 и +9 В на выходе стабилизатора DA1. Дальнейший поиск производят с помощью осциллографа. Осциллограммы снимают относительно вывода 2 микросхемы DA1. Сначала необходимо проверить наличие синхронизирующих импульсов на резисторе R3. Их амплитуда должна быть не менее 11 В. В противном случае следует увеличить число витков вторичной обмотки II трансформатора Т2 или заменить его другим.

На выходе ОУ DA2.1 должны наблюдаться прямоугольные разнополярные импульсы с частотой 100 Гц и амплитудами, меньшими на 1.1,5 В питающих напряжений. Далее проверяют наличие пилообразных импульсов амплитудой около +8,5 В на коллекторе транзистора VT2. Для достоверности измерения следует использовать выносной делитель с входным сопротивлением 10 МОм. Вращая ручку переменного резистора, проверяют работу узла сравнения. При перемещении движка резистора вверх по схеме на выходе Оу DA2.2 импульсы положительной полярности с периодом 10 мс должны уменьшаться по длительности до некоторого минимального значения, а вниз - увеличиваться вплоть до скважности, равной 1. Наблюдают импульсы на коллекторе и эмиттере транзистора VT1: они должны быть противофазны. Далее нужно восстановить отключенные соединения и проверить (заменить) тринистор и диодный мост VD1. При отсутствии включения тринистора следует несколько уменьшить (вплоть до 100 Ом) сопротивление резистора R11.

При зарядке аккумуляторной батареи не следует допускать увеличения напряжения зарядки выше значения, указанного в прилагаемой к ней инструкции или в рекомендациях фирмы-изготовителя. В случае превышения надо ручкой переменного резистора установить его на рекомендованном уровне. При уменьшении тока зарядки до 0,2.0,5А считают батарею полностью заряженной.

Конечно, устройство можно дополнить узлом автоматического ограничения напряжения и отключения зарядки. Выходные цепи гальванически развязаны от сети, но остальные элементы и узлы находятся под ее напряжением, что является недостатком схемотехнического решения при процессе налаживания. Однако в эксплуатации этот недостаток несложно нейтрализовать конструктивно. Устройство безотказно работает уже несколько лет.

Автор: Д. Чернянский

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Мозг женщин стареет медленнее 16.11.2019 Американские исследователи провели сканирование головного мозга более 200 взрослых, проанализировав уровень его метаболизма, который, как известно, меняется с возрастом. В результате ученые обнаружили, что мозг женщин оказался в среднем на три года моложе, чем мозг мужчин, имеющих тот же хронологический возраст. Эксперты предполагают, что наличие более молодого мозга обеспечивает женщинам некоторую степень устойчивости к изменениям, связанным со старением. Это, в свою очередь, может помочь объяснить, почему у женщин с возрастом снижение когнитивных функций происходит медленнее, чем у мужчин. В новом исследовании эксперты во главе с доктором Ману Гояла, доцентом радиологии Медицинского факультета Вашингтонского университета в Сент-Луисе, провели сканирование мозга 121 женщины и 84 мужчин в возрасте от 20 до 82 лет. Затем они создали машинный алгоритм на основе данных о возрасте мужчин и метаболизме их мозга. После этого ученые ввели в алгоритм данные о женщинах и запрограммировали его для расчета "метаболического возраста" женщин. Они обнаружили, что на основе данных о мужчинах алгоритм вычислил, что "метаболический возраст" мозга женщин оказался на 3,8 года моложе, чем их хронологический возраст. Для следующего этапа ученые создали алгоритм на основе данных о женщинах и запрограммировали его вычислить "метаболический возраст" мозга мужчин. Алгоритм определил, что мозг мужчин был примерно на 2,4 года старше их фактического хронологического возраста. Основным источником топлива для мозга является глюкоза. Когда люди моложе, то у них выделяется больше глюкозы во время метаболического процесса, называемого "аэробный гликолиз", который, как считается, помогает развитию и созреванию мозга, включая рост его клеток. Но ближе к 60 годам аэробный гликолиз достигает очень низкого уровня. По словам ученых, теперь необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять, как влияет разница в "метаболическом возрасте" мозга мужчин и женщин на риск возникновения таких недугов, как болезнь Альцгеймера.

Другие интересные новости:

▪ Два новых индуктора от Vishay

▪ Интернету - нобелевскую премию мира

▪ Подводный лесоруб

▪ За счет энергии пассажиров

▪ Компьютерный модуль Variscite Var-SOM-Solo

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Вальтер Беньямин. Знаменитые афоризмы

▪ статья Чем пишут в условиях невесомости американские и российские космонавты? Подробный ответ

▪ статья Машинист фрезы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Миллиомметр - приставка к мультиметру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Широкодиапазонный ЭИУ с линейной шкалой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025