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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Новый автомобильный датчик угла поворота 15.05.2007 Сегодня в автомобильной промышленности разработка электрических и электронных систем, таких как гибридный электромобиль и электроусилитель руля, отвечает задачам экономии топлива и повышения комфортности в автомобиле. При этом электроусилитель руля следует оснащать датчиками угла для определения угла поворота и момента вращения. В прошлом для этих целей применялись магнитные датчики, такие как датчики на основе элемента холла или преобразователя координат. Однако большинство этих устройств устанавливаются внутри и рядом с электрическими двигателями или генераторами, которым требуется защита от магнитных шумов. Датчик угла поворота ротора компании Sumida разработан ее немецким подразделением VOGT Electronic Components с применением не-ферромагнитной структуры и имеет высокую рабочую частоту. Эта уникальная разработка позволяет добиться устойчивости к магнитным интерференциональным шумам электрических двигателей. Продукт не требует закрепления на поворотной оси, и приемлем для различного числа полюсных пар, следовательно, позволяет достичь большей гибкости применения. Основные применения: гибридный электромобиль, электроусилитель руля, ISO, X-by-wire (система безопасности, позволяющая сохранять работоспособность автомобиля при отказе отдельных элементов), активная подвеска, датчик веса пассажира.

Другие интересные новости:

▪ Самоуправляемые грузовики Volvo для сбора сахарного тростника

▪ Открыт новый способ сохранения витаминов в пище

▪ Обнаружена невозможная черная дыра

▪ Самый мощный ветрогенератор MingYang Smart Energy

▪ Монитор с вогнутым экраном Samsung S34E790CN

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Ночевать под шарами. Крылатое выражение

▪ статья Чем запрещено украшать свою внешность персоналу Дисней-парка? Подробный ответ

▪ статья Оформитель готовой продукции. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Система управления микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конфетти исчезают из пакета. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026