Устройство для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

В сравнительно маломощных электросетях одновременная работа множества электроинструментов и сварочных аппаратов вызывает такие скачки и провалы сетевого напряжения, что все зарядные устройства, прежде собранные мною, просто отказывались работать или требовали непрерывного контроля. В устройстве с ручным регулированием зарядного тока при сильном снижении сетевого напряжения - вплоть до 170 В - приходилось устанавливать регулятор тока на максимум. Если не уследил польем сетевого напряжения, то зарядный ток превышал предельное значение и в лучшем случае перегорал предохранитель, в худшем - трансформатор. Стабилизированные регуляторы оказались неспособными отслеживать столь широкие пределы изменения сетевого напряжения, а при резких скачках и провалах приводили к последствиям, описанным выше.

Пришлось подойти к этой проблеме более основательно, и, как показала практика, не напрасно. Несколько лет эксплуатации нового зарядного устройства подтвердили, что только полное отсутствие сетевого напряжения может помешать зарядке батареи. Применение пропорционально интегрирующего (ПИ) регулятора в новом устройстве позволило точнее удерживать заданный зарядный ток при действии любых дестабилизирующих факторов.

ПИ регулятор - это система, в которой для обеспечения устойчивости регулирования сформирована специальная частотная характеристика фильтра в цепи обратной связи. При медленном уходе регулируемого параметра от заданного значения фильтр ведет себя как интегратор, а при быстром - как безынерционное звено. Переход от одного режима к другому определен значением граничной частоты, при котором фазовый сдвиг в кольце регулирования не превышает допустимого значения и обеспечена устойчивость системы.

Принципиальная схема зарядного устройства показана на рис. 1.

.
(нажмите для увеличения)

Источником тока зарядки служат две вторичные обмотки IV и V сетевого трансформатора Т1, образующие с диодами VD1, VD2 и VD3, VD4, соответственно, два двуполупериодных выпрямителя, включенных параллельно. Ток можно плавно изменять переменным резистором R14 в пределах от 1 до 10 А со стабилизацией установленного значения. Этот узел выполнен по традиционной схеме с фазовым управлением с той лишь разницей, что в качестве регулирующего элемента использован не тиристор, а мощный полевой транзистор VT1. Такое решение обусловило простоту управления и конструктивные удобства.

Фазовый метод регулирования предусматривает использование пилообразного напряжения для формирования импульсов управления регулирующим элементом. Чтобы синхронизировать это напряжение с моментами перехода сетевого напряжения через нулевое значение применен узел, собранный на элементах VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 и компараторе DA4, питающийся от включенных последовательно согласно полуобмоток II I И-2 трансформатора.

Когда напряжение на обмотке II равно нулю диод VD7 закрывается обратным напряжением, поступающим через резисторы R9, R10 с выходов вспомогательного источника питания микросхем, и происходит переключение компаратора в состояние, когда на выходе с открытым коллектором (вывод 9) низкое напряжение.

Через этот выход и токоограничительныи резистор R13 разряжается конденсатор С8, постоянно заряжаемый через резистор R8 от того же вспомогательного источника. Таким образом, на конденсаторе С8 формируется пилообразное напряжение с привязкой к нулевой фазе напряжения в сети.

Компаратор DA5 управляет регулирующим транзистором VT1 в соответствии с пилообразным напряжением, приложенным к инвертирующему входу, и выходным напряжением ПИ фильтра на неинвертирующем входе. После достижения пилообразным напряжением уровня, присутствующего на неинвертирующем входе, на выходе с открытым коллектором установится напряжение близкое к нулю, которое закроет транзистор VT1.

В плюсовую цепь заряжаемой аккумуляторной батареи включены два резистора R3 и R5, соединенных параллельно и выполняющих функцию токоизмерительного элемента.

Импульсы зарядного тока, снимаемые с этих резисторов, поступают на вход собранного на ОУ DA3 активного ФНЧ Бесселя. Выбор типа фильтра обусловлен равномерностью его АЧХ а также высокой линейностью ФЧХ и малым временем установления.

Частота среза ФНЧ - около 8 Гц. Ее определяют элементы R4, R6, С3, С4. Фильтр эффективно подавляет основную гармонику зарядного тока 100 Гц, однако его инерционность не должна быть чрезмерно большой.

К выходу ФНЧ подключен микроамперметр РА1 с добавочными резисторами R12, R16, показания которого прямо пропорциональны среднему значению тока зарядки. Калибруют микроамперметр в амперах зарядного тока подстроечным резистором R16. С выхода ФНЧ напряжение также поступает на сумматор, образованный резисторами R11, R14, R15. Переменным резистором R14 регулируют зарядный ток. Разность сигналов, подводимых к точке соединения резисторов R11 и R15, поступает на вход ПИ фильтра.

ПИ фильтр собран на ОУ DA6 и элементах R17, R19. C10. исходя из инерционности ФНЧ граничная частота регулятора выбрана близкой к 8 Гц. С уменьшением частоты коэффициент передачи фильтра увеличивается и около нулевой частоты теоретически возрастает до бесконечности. Этим достигается минимальное рассогласование заданного и действительного значений зарядного тока. На частоте 8 Гц и более коэффициент передачи определяют только номиналы резисторов R17, R19. Он равен примерно 27 дБ.

Таким образом, сигнал рассогласования воздействуя на регулирующий транзистор VT1 через компаратор DA5, сводит к нулю разность значений напряжения указанных выше сигналов в точке соединения резисторов R11 и R15.

Для питания компараторов, операционных усилителей и других узлов устройства предусмотрен вспомогательный двуполярный источник, образованный полуобмотками III.1, III.2 трансформатора Т1, выпрямителем VD5, стабилизаторами напряжения DAI, DA2 и сглаживающими оксидными конденсаторами С1, С2, С5 С6. Светодиод HL1 индикатор включения устройства в сеть. Вентилятор с электродвигателем M1 служит для принудительного охлаждения блока мощных диодов VD1-VD4 и транзистора VT1.

Большинство деталей устройства размещены на универсальной технологической плате, монтаж выполнен отрезками изолированного провода. Резисторы R3...R5 - проволочные С5-16В. Остальные постоянные - ОМЛТ, МЛТ или МТ. Переменный R14 - проволочный с линейной характеристикой. ППБ-1 подстроечный R16 - СПЗ-39А.

Оксидные конденсаторы лучше использовать рассчитанные на работу при повышенной температуре. Остальные конденсаторы - любые.

Трансформатор Т1 - ТС-180 от старого лампового телевизора. Магнитопровод необходимо разобрать, с катушек смотать все обмотки, кроме первичной I, сохранив бумажные межслойные прокладки, и намотать новые. Сначала укладывают обмотки II.1 на одну катушку и II.2 - на другую, по 37 витков провода. ПЭВ-2 0,18. а затем также III.1 и III.2 по 55 витков провода. ПЭВ-2 0.38. Последними наматывают обмотки IV и V по 150 витков провода. ПЭВ-2 0,86 с отводом от середины. Межобмоточные и межслойные прокладки обязательны.

Соединять полуобмотки, расположенные на разных катушках и намотанные в одну сторону, следует встречно (т. е. конец с концом), как указано на схеме.

Диоды VD1-VD4 и транзистор VT1 установлены без изолирующих прокладок на общем теплоотводе от процессора компьютера в сборе с вентилятором DL-43. Теплоотводом в виде пластины площадью около 5 см2 следует снабдить также стабилизатор DA1.

Микроамперметр РА1 - М4206 с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Сетевой тумблер SA1 - МТ-1. Зажимы на выводы заряжаемой батареи большие пружинные, вида"крокодил", их можно приобрести в магазине радиодеталей или автозапчастей.

Вид зарядного устройства со снятой крышкой показан на рис. 2.

.

Для начальной проверки работоспособности зарядного устройства к его выходу подключают активную нагрузку мощностью 100. Вт (автомобильную лампу фары с соединенными параллельно нитями). Перед этим регулятор тока зарядки R14 устанавливают в положение максимального сопротивления, что будет соответствовать минимальному току.

Нагрузку включал последовательно с контрольным амперметром к выходу зарядного устройства. Убеждаются, что регулятор R14 позволяет изменять зарядный ток в установленных пределах, которые при необходимости можно скорректировать подборкой резистора R15.

Затем к выходу устройства подключают аккумуляторную батарею последовательно с контрольным амперметром. Устанавливают по контрольному амперметру зарядный ток 10 А и, перемещая движок резистора R1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 на конечное деление.

Автор: Дымов А.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Умное мыло заменит стиральную машинку 15.10.2018 Разработчики новинки утверждают, что созданное ими устройство многоразового использования способно заменить стиральную машинку. Фактически, разработка, которую журналисты назвали "умным мылом", может превратить в стиральную машину любой умывальник, в котором вы решите быстро и качественно постирать свою одежду. Принцип работы устройства под названием "Dolfi", параметры которого сопоставимы с размерами куска туалетного мыла, основан на применении ультразвуковых волн для очищения одежды от каких-либо загрязнений. Для того, чтобы постирать одежду с таким устройством, потребуется около тридцати минут, то есть - практически столько же, сколько традиционная стиральная машина потратит при выборе в пользу самой экономной программы. При этом, "Dolfi" для стирки потребуется на 80% меньше энергии, чем стандартному бытовому агрегату. Отдельного внимания заслуживает бережное отношение "Dolfi" к тканям. Разработчики заверяют, что с таким устройством без вреда ткани можно стирать даже кашемировые изделия. Стоимость новинки оценивается в 189 долларов США.

Другие интересные новости:

▪ Доля возобновляемых источников энергии в Бразилии - 88,8%

▪ Запускается крупнейшая рентгеновская лазерная пушка

▪ Скоростная флэш-память Samsung eUFS 3.1 512 ГБ

▪ Почему в Антарктиде нет угля

▪ Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Терия организации. Шпаргалка

▪ статья Как Распутин связан с фразой Все имена и события вымышлены, любые совпадения случайны? Подробный ответ

▪ статья Старший экономист отдела активно-пассивных операций. Должностная инструкция

▪ статья Барограф. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Запуск асинхронных двигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026