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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Микроскопические роботы из воздуха 05.06.2012 Ученые создали микроскопических роботов буквально "из воздуха". Оригинальная технология может найти применение в изготовлении микроструктур и различных областях экспериментальной науки. Когда речь идет о микророботах, обычно мы представляем сложную уменьшенную копию привычных механических систем с крошечными двигателями, компьютерами и шестеренками трансмиссии. Иногда все же проще использовать в качестве роботов существующие микрообъекты, например, микроорганизмы, которые реагируют на магнитные поля. Американские ученые нашли совершенно новый подход и создали роботов, представляющих собой пузырьки воздуха, которые приводятся в движение с помощью лазеров. Создать пузырьки воздуха в солевом растворе в целом не составляет труда - достаточно шприца с воздухом и острой иглой. Гораздо сложнее управлять ими для выполнения какой-либо полезной работы. Чтобы заставить "пузырьковых" роботов передвигаться, ученые использовали 400-мВт 980-нм лазер, который проходит сквозь пузырь. В результате на одной стороне создается локальная зона нагрева, куда устремляется пузырь. Перемещение луча лазера позволяет с высокой точностью направлять пузыри в любом направлении и разгонять их до относительно высокой скорости около 4 мм/с. Кроме возможности создать сколько угодно роботов, управляемые лазером пузырьки имеют еще одно большое преимущество по сравнению с более распространенными микроботами. Так, с помощью множества лучей можно управлять каждым пузырьком отдельно, в то время как микророботы, управляемые магнитным полем, синхронно движутся "стайкой". В настоящее время ученые пытаются приспособить "пузырьковых" роботов для транспортировки микрошариков и сборки сложных конструкций. Также ведется разработка совершенной системы управления, которая позволит контролировать работу пузырьков в режиме реального времени. В перспективе роботы-пузырьки смогут собирать сложные конструкции, а затем бесследно исчезать, оставляя после себя безупречно выполненную работу.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводная зарядка IKEA Qi

▪ Миниатюрное зарядное устройство для ноутбуков

▪ Мобильные жесткие диски Seagate Mobile Barracuda и Firecuda

▪ Искусственный интеллект отличит оригинал картины от подделки

▪ Карманный ядерно-резонансный сканер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Клайв Стейплз Льюис. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какой спутник обгоняет свою планету в ее вращении вокруг собственной оси? Подробный ответ

▪ статья Спатифиллум. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Зачем нужны радиолюбительские расчеты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вариант регулируемого стабилизатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025