Двухрежимное зарядно-разрядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Известно, что профилактические работы с аккумуляторными батареями отнимают у автолюбителей много времени и требуют постоянного внимания во время их зарядки, особенно на заключительной стадии. Предлагаемое автором устройство поможет владельцам автомобилей решить ряд возникающих при этом проблем.

Проведение контрольно-тренировочного цикла предполагает процесс разрядки аккумуляторной батареи с последующей зарядкой ее до номинального напряжения. В последнее время стала популярной зарядка переменным током, у которого зарядная составляющая по энергии существенно превышает разрядную. Это дает возможность эффективно бороться с сульфатацией пластин аккумуляторов и сократить время, затрачиваемое на полный контрольно-тренировочный цикл. С целью повышения эксплуатационных удобств в зарядном устройстве желательно иметь узел, позволяющий прекращать зарядку батареи при достижении на ней конечного напряжения, что поможет избежать опасности перезарядки батареи.

Зарядные устройства, описанные в [1,2], обладают, несомненно, рядом положительных свойств и обеспечивают большой зарядный ток. Единственный, на мой взгляд, их недостаток - громоздкий трансформатор блока питания, что необходимо для отдачи в нагрузку большой мощности. Однако, как показывает практика, для профилактических работ с аккумуляторами емкостью до 55 Ач вполне достаточно иметь зарядное устройство, обеспечивающее выходной ток до 4 А. Несколько меньший зарядный ток, в сравнении с номинальным током десятичасовой зарядки, нетрудно компенсировать увеличением времени зарядки. Такой режим даже более предпочтителен при проведении профилактических работ.

Предлагаемое двухрежимное зарядное устройство (см. схему) во многом отвечает приведенным выше требованиям. От описанных в "Радио" ранее оно отличается наличием в сетевом трансформаторе всего одной вторичной обмотки, что упрощает его изготовление. Применение же трансформатора меньшего типоразмера позволило уменьшить массу и габариты конструкции.

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики устройства

• Ток зарядки, А......0...4
• Максимальное выходное напряжение, В......16
• КПД......0,7

С целью упрощения блока питания зарядного устройства в нем применен однополупериодный выпрямитель, функцию которого выполняет диод VD1. Индикатором подключения устройства к сети служит светодиод HL1.

На однопереходном транзисторе VT1 собран генератор, формирующий импульсы узла включения тринистора VS1. Сдвиг импульса управления относительно начала рабочего полупериода сетевого напряжения задают резисторы R3 - R5, изменяя время зарядки конденсатора С1 до напряжения открывания эмиттерного перехода транзистора VT1.

Резистором R4 регулируют ток зарядки, а резистором R3 устанавливают верхний предел регулировки в процессе настройки. Чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее конденсатор С1 заряжается до порогового напряжения и раньше открывается тринистор VS1 тем, следовательно, больше ток зарядки аккумуляторной батареи, подключенной к зажимам Х1 и Х2.

При пороговом напряжении на конденсаторе С1 открывается p-n переход эмиттер-база 1 транзистора VT1 и конденсатор разряжается через него. Происходит резкое уменьшение сопротивления между базовыми выводами транзистора, и на первичной обмотке трансформатора Т2 формируется импульс, запускающий узел включения тринистора VS1. Открытое состояние тринистора сохраняется за счет тока удержания до окончания рабочего полупериода. В следующий рабочий полупериод процесс повторяется.

Характерная особенность узла управления заключается в том, что он питается от аккумуляторной батареи, подключенной к выходным зажимам зарядного устройства. Если батарея не подключена, то тринистор закрыт и не разрешает формируемым импульсам управлять транзисторами VT3, VT4, в результате чего зарядное устройство оказывается защищенным от короткого замыкания по выходу при отсутствии нагрузки. При ошибочной полярности подключения аккумуляторной батареи узел управления защищен от обратного напряжения диодом VD11, а закрытый тринистор не позволяет возникнуть в цепи току короткого замыкания. Таким схемотехническим решением удалось без введения специальных дополнительных мер достичь защищенности устройства от коротких замыканий и подключения заряжаемой батареи аккумуляторов в обратной полярности.

Формирователь циклов зарядка- разрядка батареи с временным соотношением 3:1 (45 с - зарядка, 15 с - разрядка), выполненный на интегральном таймере КР1006ВИ1 (DA1), заимствован из устройства, описанного в [3]. Изменению подверглись лишь параметры времязадающих цепей формирователя. При установке переключателя SA2 в положение "Имп." на выходе таймера (вывод 3) формируются чередующиеся высокий и низкий уровни напряжения, начиная с цикла разрядки. Высокий уровень открывает транзисторы VT2 и VT6. Открываясь, транзистор VT2 блокирует работу формирователя, а транзистор VT6 подключает к аккумуляторной батарее разрядный резистор R24. Режим разрядки индицирует светодиод HL3. При появлении на выходе таймера напряжения низкого уровня транзисторы VT2 и VT6 закрываются и начинается цикл зарядки батареи аккумуляторов.

Для непрерывной зарядки батареи переключатель SA2 переводят в положение "Непр.". Формирователь при этом отключается. Режим непрерывной зарядки индицирует светодиод HL2.

Устройство автоматического выключения тока зарядки собрано на операционном усилителе (ОУ) DA2, включенного компаратором. Образцовое напряжение на его инвертирующем входе формирует стабилитрон VD9, а на неинвертирующий вход подается часть выходного напряжения, снимаемого с движка резистора R27. При достижении на выводах аккумуляторной батареи конечного напряжения 14,4 В на выходе микросхемы DA2 устанавливается напряжение высокого уровня, которое открывает транзисторы VT2 и VT5, тем самым блокируя работу таймера DA1 и формирователя импульсов включения тринистора VS1. Кроме того, высокий уровень через диод VD10 поступает на неинвертирующий вход, поддерживая тем самым на выходе ОУ высокий уровень. Это состояние ОУ индицирует светодиод HL4.

Контролируют зарядный ток аккумуляторной батареи в процессе ее зарядки по амперметру РА1.

Описанное зарядное устройство выполнено в металлическом перфорированном корпусе размерами 150x150x80 мм. Трансформатор выполнен на стальном магнитопроводе ШЛ20х32. Обмотка I содержит 1070 витков провода ПЭТВ-2 0,4, а обмотка II - 126 витков провода диаметром 1,18 мм. Можно, естественно, применить трансформатор большего типоразмера, увеличив при этом размеры корпуса.

Для трансформатора Т2 использован магнитопровод типоразмера К10х6х4,5 из феррита М2000НМ. Каждая из обмоток трансформатора содержит по 45 витков провода ПЭТВ-2 0,25. Намотку их ведут одновременно двумя проводами.

ДиодVD1 и тринистор VS1 установлены (через слюдяные прокладки) на одном общем теплоотводе - пластине размерами 60x60 мм из алюминия толщиной 3...4 мм. Функцию теплоотвода транзистора VT6 может выполнять металлическое основание корпуса.

Печатная плата для монтажа других элементов зарядного устройства не разрабатывалась. Ее заменила макетная панель размерами 75X70 мм с вертикальной установкой радиоэлементов.

Основные параметры резисторов и конденсаторов, использованных в зарядном устройстве, указаны на схеме. Диод КД206 заменим на любой однотипный или из серии КД202. Вместо ОУ КР140УД708 подойдет К140УД7. Диоды VD3 - VD7 и VD10 - любые маломощные. Транзисторы КТ503Б заменимы на КТ3117Б, КТ502Б - на КТ209Б или КТ501Б, а КТ827Б - на любой из серий КТ827, КТ829, КТ972.

Налаживание устройства проводят при подключенной к выходным зажимам полностью заряженной аккумуляторной батарее с напряжением 12 В. Движок резистора R27 устанавливают в крайнее правое по схеме положение, а резистора R3 - в среднее. Переключатель SA2 переводят в положение "Непр.". Затем, подключив зарядное устройство к сети, движок переменного резистора R4 переводят в нижнее (по схеме) положение и резистором R3 устанавливают зарядный ток, равный 4 А. Если этими резисторами не удается добиться нужного значения зарядного тока, следует заменить резистор R5 другим, несколько меньшего сопротивления. Далее переключатель SA2 переводят на режим "Имп." и, пользуясь вольтметром или осциллографом, проверяют длительность циклов "зарядка-разрядка". При этом следует учитывать, что при включении питания первым наступает цикл разрядки и его длительность несколько больше, чем в установившемся режиме. Объясняется это тем, что в момент включения питания конденсатор C3 полностью разряжен.

Для налаживания автоматического выключателя потребуется регулируемый источник постоянного тока с выходным напряжением 15 В и вольтметр постоянного тока класса 1. Порог срабатывания ОУ DA2 устанавливают, отключив зарядное устройство от сети и переведя переключатель SA2 в положение "Непр.". На выходные зажимы Х1, Х2 подают от внешнего источника постоянного тока напряжение 14,4 В и контролируют его значение вольтметром. Движок резистора R27 смещают в сторону увеличения напряжения на неинвертирующем входе ОУ до момента загорания светодиода HL4 "Конец зарядки". На этом налаживание предлагаемого устройства можно считать законченным.

Литература

1. Евсеев А. Регулируемый стабилизатор тока. - Радио, 1987, № 8, с. 56, 57.
2. Газизов М. Автоматическое устройство для зарядки и восстановления аккумуляторных батарей: Сб.: "В помощь радиолюбителю", вып. 94, с. 3 - 7. - М.: ДОСААФ, 1986.
3. Олейник П. Интегральный таймер в блоке управления стеклоочистителем. - Радио, 1988, №12, с. 25.

Автор: Л.Лясковский, г.Киев

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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Онлайн-обучение эффективнее традиционного 14.02.2018 Исследователи из Университета Орегона пришли к выводу, что веб-инструменты могут улучшить способность детей усваивать научные знания. Авторы онлайн-программы разработали четыре интерактивных урока и представили их 2300 учащимся и 71 учителю в 13 средних школах Соединенных Штатов. Предварительно ученые оценили базовые знания всех участников эксперимента. Согласно результатам тестов, проведенных после прохождения курса, ученики освоили на 18% больше материала, который касался математических и технических наук, и на 15% лучше стали понимать грамматику и лексику английского языка. А у тех, кто занимался по традиционным бумажным учебникам, показатели результативности оказались заметно ниже: всего 5% оставшейся в памяти новой информации. Исследователи уверены, что этими выводами не стоит пренебрегать. Обычно дети, которым с трудом даются точные науки, не могут работать в области технологий, инжиниринга или математики, а это крайне перспективные и востребованные сегодня сферы деятельности. Уроки структурированы таким образом, что сидящие по ту сторону монитора полностью вовлекаются в процесс получения новых знаний. Происходит это благодаря их интерактивности: дети смотрят видео, играют в развивающие игры, проводят виртуальные эксперименты и в онлайн-режиме общаются со своими одноклассниками. Помогает и яркий понятный интерфейс, всплывающие уведомления, двигающиеся диаграммы, а также возможность делать электронные заметки. Этот опыт, по мнению создателей уроков, доказывает тот факт, что современные технологии обязательно должны использоваться в процессе обучения, особенно когда речь идет о сложных науках. Они не только эффективны, но могут быть легко интегрированы в повседневную жизнь учащихся средних школ.

Другие интересные новости:

▪ Пчелы и математика

▪ Радиопушка Auds против дронов-нарушителей

▪ Тайна исчезнувшей Луны

▪ Новая технология передачи оптического сигнала на большие расстояния

▪ Робот помогает чинить колено

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Иоганн Якоб Энгель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто стал жертвой убийцы, брат которого ранее спас жизнь сыну убитого? Подробный ответ

▪ статья Подмаренник душистый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Об источниках радиопомех в системе зажигания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудесные платочки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025