Электронное реле контроля зарядки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства

 Комментарии к статье

Каждый автолюбитель желает более полно контролировать состояние системы электропитания в автомобиле. И перезарядка, и недозарядка аккумуляторной батареи негативно сказываются на ее "здоровье ", сокращая и без того недолгий срок службы накопителя энергии. Вопросам обеспечения оптимальных условий эксплуатации батареи аккумуляторов посвящена предлагаемая статья.

Элементом контроля работоспособности системы батарея-генератор-реле-регулятор (стабилизатор бортового напряжения), как правило, служит реле контроля зарядки. Опыт эксплуатации классических "Жигулей" показывает, что можно улучшить информативность контрольной лампы, заменив их стандартное реле РС702 его электронным вариантом.

Анализ контролирующих устройств, опубликованных на страницах журнала "Радио" за последние 75 лет, не выявил варианта, подходящего во всех отношениях. Все-таки оптимальным представляется такой, в котором имеющаяся на щитке приборов сигнальная лампа помимо отсутствия зарядки указывала бы и на избыточное напряжение в системе электропитания

Предлагаемое вниманию читателей устройство отличается от известных полной конструктивной и электрической взаимозаменяемостью с реле РС702, быстрым монтажом и демонтажом. Оно реализует смешанный принцип контроля состояния бортовой сети автомобиля. Отсутствие или наличие зарядки батареи определяется не по уровню напряжения, а по отсутствию или наличию зарядного тока. Именно так работает и реле РС702.

Этот принцип дает определенные преимущества: обеспечивает простоту и надежность устройства, отсутствие необходимости в определении и установке порога срабатывания, практически независимость от температуры, что немаловажно для измерительных узлов. Мониторинг по превышению напряжения - традиционный, посредством датчика максимального напряжения (ДМН).

Реле контроля заряда функционально можно разделить на следующие составные части (см. принципиальную схему): датчик тока зарядки с усилителем напряжения - R1-R3, VT1; ДМН - R5-R7, DA1; генератор импульсов - С2, R8, DD1.1; усилитель тока - VT2; буфер-инвертор - DD1.2-DD1.4.

При замыкании контактов выключателя SA1 "Зажигание" (двигатель не запущен или работает на малых оборотах) транзистор VT1 остается закрытым, так как в его базовой цепи протекает незначительный обратный ток диодов VD2, VD4, VD6 генераторного блока. Поэтому напряжение на конденсаторе С1 и нижнем по схеме входе триггера Шмитта DD1.1 практически равно нулю.

ДМН представляет собой компаратор напряжения, выполненный на управляемом стабилитроне DA1 (TL431ILP, отечественный аналог КР142ЕН19 [1]). Стабилитрон закрыт, поскольку на его управляющем выводе напряжение, снимаемое с делителя R5R6, меньше внутреннего образцового (оно равно 2,5 В).

Поэтому конденсатор С2 через блокирующий диод VD1 устройства заряжен почти до питающего напряжения. Генератор импульсов заторможен, и на его выходе высокий уровень. На выходе буфера DD1.2-DD1.4 низкий уровень, транзистор VT2 открыт и насыщен Светит контрольная лампа HL1, указывающая на отсутствие зарядного тока батареи.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя напряжение, вырабатываемое генератором G1 автомобиля, увеличивается. Как только оно превысит напряжение на аккумуляторной батарее, открываются диоды трехфазного моста VD1- VD6 генераторного блока. Появляется пульсирующий ток в базовой цепи транзистора VT1. Вследствие этого на его коллекторе формируется импульсная последовательность с переменной скважностью. Интегрирующий конденсатор С1 выделяет постоянную составляющую. Как только ее значение превысит ориентировочно две трети напряжения питания микросхемы, триггер Шмитта DD1.1 переключится в противоположное состояние. В результате транзистор VT2 закрывается и лампа HL1 выключается.

Отметим, что по логике работы в обоих описанных режимах устройство не отличается от реле РС702.

Работа в третьем режиме зависит от уровня напряжения в бортовой сети. Если на автомобиле установлен термокомпенсированный стабилизатор, подобный [2, 3], то верхний предел контроля можно принять равным 15,5... 16 В. При использовании обычного реле-регулятора (стабилизатора) 121.3702 указанный порог можно уменьшить до 14,5...15 В.

По достижении выбранного порога срабатывает ДМН и напряжение на аноде блокировочного диода VD1 уменьшается примерно до 2 В. Заряженный конденсатор С2 закрывает диод VD1, снимая блокировку с генератора импульсов.

Конденсатор С2 начинает разряжаться через резистор R8 и выход триггера Шмитта DD1.1. Как только напряжение конденсатора, уменьшаясь, достигнет трети напряжения питания микросхемы, триггер DD1.1 переключится и на его выходе появится высокий уровень. Конденсатор снова начнет заряжаться через резистор R8 с выхода триггера - генератор начнет вырабатывать прямоугольные импульсы.

В результате транзистор VT2 будет периодически открываться и закрываться, лампа HL1 будет мигать, сигнализируя о нарушении в работе электрооборудования, приводящем к превышению напряжения бортовой сети. Применение микросхемы с триггерами Шмитта обусловлено их хорошей помехозащищенностью из-за "гистерезисной" характеристики.

Элементы HL2, R11 образуют дублирующий индикатор. Он не обязателен, но выручит при перегорании лампы HL1.

В реле вместо КТ502А может работать любой кремниевый р-n-р транзистор, а вместо КТ973А - любой составной кремниевый структуры p-n-р с допустимым током коллектора не менее 2А. Микросхему КР1561ТЛ1 желательно не менять на другие ввиду ее большей нагрузочной способности. При выборе микросхемы DA1 следует иметь в виду, что рабочий температурный интервал стабилитрона TL431ILP (и его разновидностей, относящихся к промышленному стандарту) - от -40 до +80 °С; у отечественного же аналога КР142ЕН19 - от -10 до +70 °С.

Реле собрано на монтажной плате размерами 47x29 мм из текстолита или гетинакса толщиной 1 мм. Соединения выполнены проводом МГТФ сечением 0,07 мм2, а наиболее сильноточные - 0,35 мм2. Плата прикреплена к гетинаксовой плате реле РС702 через две пластмассовые втулки.

Для установки электронного аналога необходимо развальцевать металлический кожух реле, снять с платы исполнительное электромагнитное реле, укоротить до 3...5 мм вывод 87. К выводам 30/51, 85 и 87 припаять гибкие проводники. Общий провод электронного аналога реле соединить с металлическим кожухом для обеспечения контакта при монтаже с корпусом автомобиля. После установки платы в кожух заново завальцевать его по периметру.

Для проверки работоспособности реле необходим регулируемый источник постоянного напряжения от 10 до 16 В с выходным током до 1,5 А. Плюсовой вывод источника соединяют с выводом 87, минусовый - с общим проводом. К выводу 30/51 подключают индикаторную автомобильную лампу АА12-3.

Изменяя питающее напряжение от 10 до 14 В, контролируют включение лампы. Соединяют вывод 85 через резистор сопротивлением 51...100 Ом с общим проводом - лампа должна выключиться. Затем плавно увеличивают питающее напряжение и наблюдают импульсное включение и выключение лампы. "Гистерезис" порогового напряжения обычно не превышает 20 мВ.

Подобно описанному проверяют работоспособность реле на автомобиле. Включают зажигание - индикаторная лампа на бортовом щитке включается и светит непрерывно. Запускают двигатель, и в режиме холостого хода отмечают выключение лампы.

Замыкают между собой проводники, подходящие к выводам 15 и 67 реле-регулятора, предварительно сняв их со штырей. Осторожно увеличивают обороты двигателя, и в зависимости от нагрузки бортовой сети контролируют импульсный режим работы лампы с частотой в несколько герц (она зависит от номиналов элементов R8, С2).

Литература

1. Интегральные микросхемы. Микросхемы для линейных источников питания и их применение (справочник). - М.: Додэка, 2001.
2. Бирюков С. Простой термокомпенсированный регулятор напряжения. - Радио, 1994, № 1, с. 34, 35.
3. Ломанович В. Термокомпенсирован ный регулятор напряжения. - Радио, 1985, № 5, с. 24-27.

Автор: В.Хромов, г.Красноярск

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Аккумуляторы, зарядные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Регулярная сексуальная активность продлевает жизнь 13.05.2025

Новое исследование, проведенное учеными Вашингтонского университета в Сент-Луисе, раскрыло важную роль сексуальной активности в поддержании здоровья и сокращении риска преждевременной смерти. Доказано, что регулярные интимные отношения могут значительно уменьшить вероятность раннего ухода из жизни. В ходе 11-летнего исследования было проанализировано состояние здоровья 15 269 человек, средний возраст которых составлял 39 лет. Участники исследования были разделены на две группы в зависимости от частоты их сексуальной активности. Примерно 72% из них занимались сексом как минимум раз в месяц, и 36% - не реже одного раза в неделю. В течение исследования 228 человек скончались, среди причин смерти были болезни сердца, рак и другие заболевания. Оценив данные, исследователи пришли к выводу, что высокая интенсивность сексуальной активности существенно влияет на продолжительность жизни. В частности, люди, имеющие сексуальные отношения хотя бы раз в неделю, имели в два раза меньший риск пр ...>>

4K лазерный проектор Samsung The Premiere 5 13.05.2025

Компания Samsung представила модель 4K ультракороткофокусного лазерного проектора The Premiere 5, который обещает изменить подход к домашнему кинотеатру и развлечениям. Samsung The Premiere 5 предлагает пользователям не только высокое качество изображения, но и интуитивно понятное управление и гибкость использования. Главной особенностью новинки является уникальная тройная лазерная система, обеспечивающая ультракороткофокусную проекцию с разрешением 4K. Проектор способен отображать изображение с диагональю до 100 дюймов, при этом для этого требуется всего лишь 43 сантиметра расстояния от поверхности. Это позволяет установить устройство в самых ограниченных пространствах и проецировать картинку на любую плоскую поверхность, будь то пол, стол, стена или экран. Кроме отличного качества изображения, Samsung The Premiere 5 предлагает и необычное взаимодействие с пользователем. Проектор оснащен инфракрасной камерой и лазерным модулем, которые отслеживают движение рук и пальцев. Это ...>>

Рок-музыка помогает хирургам работать точнее 12.05.2025

Многие хирурги по всему миру включают любимые композиции во время операций - не столько ради развлечения, сколько для создания благоприятной рабочей атмосферы. Однако, как выяснилось, музыкальное сопровождение способно не только поднимать настроение, но и напрямую влиять на качество и скорость медицинских манипуляций. Новое исследование, проведенное в Техническом университете Дрездена, проливает свет на неожиданный эффект рок-музыки в условиях хирургической практики. Ученые провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как различные музыкальные жанры воздействуют на точность движений врачей и общее время выполнения задач. Испытуемыми стали профессиональные хирурги, которым предлагалось выполнять стандартные процедуры - такие как разрез и зашивание - под музыкальное сопровождение. Особое внимание было уделено известным композициям рок-групп, в частности AC/DC и The Beatles. Результаты оказались весьма примечательными. При прослушивании энергичных треков AC/DC, таких как "Highway To ...>>

Случайная новость из Архива 5-нм чип IBM 05.06.2017 IT-корпорация IBM объявила о создании первых рабочих образцов процессоров с транзисторами размером 5 нанометров. Разработка велась совместно с компаниями GlobalFoundries и Samsung Electronics. Новая технология позволяет размещать на одном чипе размером с человеческий ноготь до 30 млрд транзисторов и использовать их в самом различном оборудовании - от смартфонов до космических кораблей. Первые в мире 7-нм чипы, анонсированные IBM два года назад, имели 20 млрд транзисторов. Более высокая плотность размещения транзисторов в микросхеме увеличивает скорость прохождения сигнала между ними. В IBM утверждают, что 5-нм решения на 40 % производительнее нынешних 10-нм чипов или на 75 % энергоэффективнее их при одинаковом быстродействии. Представленный чип использует новый тип транзисторов, объединенных в так называемые кремниевые нанолисты (silicon nanosheets). Они посылают электроны через четыре затвора, тогда в случае с транзисторами FinFET (считаются наиболее продвинутыми на данный момент на массовом рынке) речь идет о трех затворах. Технология FinFET появилась в 22- и 14-нм полупроводниках, ожидается, что она останется в 7-нм чипах. Полупроводниковая отрасль отходит от FinFET, поскольку технология не способна масштабироваться геометрически, заявил вице-президент по исследованиям полупроводниковых технологий IBM Research Мукеш Харе (Mukesh Khare). "Уход за пределы 7 нанометров является важной инновацией, - комментирует Харе. - Это инновация в конструктивном плане и том, как все больше транзисторов собираются вместе. Эта структура транзисторов открывает путь к настоящему 5-нм техпроцессу". На данный момент еще рано говорить о коммерческом выходе 5-нм микросхем (ориентировочные сроки - 2020 год). Однако уже известно, что для производства таких решений IBM будет использовать технологию фотолитографии в глубоком ультрафиолете (extreme ultraviolet lithography, EUV).

Другие интересные новости:

▪ Самый большой в мире внешний дисплей от Samsung

▪ Антипринтер

▪ Ворошитель Vendro C 1340

▪ Нанопружинка

▪ Виртуальный нанореактор изобретет новые химические реакции

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Плох тот солдат, который не мечтает быть генералом. Крылатое выражение

▪ статья Как велика точность атомных часов? Подробный ответ

▪ статья Врач-лаборант. Должностная инструкция

▪ статья Указатель включенной передачи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приставка для паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025