チャージメーター。スキーム、説明

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チャージメーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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車のバッテリーは、多くの場合、電流安定化装置を備えていないデバイスで充電されます。この記事で提案されているデバイスは、この場合、バッテリーの充電の終了を客観的に判断することを可能にします。また、充電電流の任意の形状と平均値でこれを行います。

安定した電流でのバッテリの充電の終了は、通常、既知の期間の経過によって決定されます (いわゆる時間による充電)。しかし実際には、さまざまな不安定要因の作用により充電電流は変化します。バッテリーの内部抵抗は非常に小さいため、充電電圧のわずかな変化でも電流が大きく変化する可能性があります。

一方、充電器に電流安定化装置を導入すると、デバイスの設計が大幅に複雑になり、効率が低下します。いずれにせよ、市販の自動車用充電器は、原則として、充電電流の安定化を提供しません。

バッテリーを満充電するには、充電時間と平均電流の積に等しい一定の電荷（電気量）をバッテリーに知らせる必要があることが知られています。つまり、充電の終了はバッテリーに報告される充電量によって判断できます。この場合、充電プロセス中の電流の変化は充電には影響せず、充電時間の増加または減少のみを引き起こします。

電荷を測定する必要がある場合は他の場合にも発生します。たとえば、バッテリーのトレーニング充電を実行する場合、最小許容電圧まで放電するときにバッテリーに与えられる容量を見つけることが常に必要です。さまざまな電気化学プロセス (電気めっきなど) を実行する場合、溶液を通過した電気量を測定することも役立ちます。

不安定な電流条件下で測定回路を通過する電荷を測定するために、以下に説明するデバイスが開発されました。その概略図を図に示します。 1.

（クリックして拡大）

このデバイスの基礎は、DA1 チップ上に作られた電圧/周波数コンバータです。充電電流に比例する入力電圧は、電流測定抵抗器 R1、R2 (SA1 トグルスイッチで選択された測定限界に応じて、一方または両方から) から得られます。変換関数は線形であるため、DA1 チップの出力周波数は充電電流に正比例します。統合コンバータ KR1008PP1 の動作については、文献 [1,2、XNUMX] に詳しく説明されています。したがって、ここでは省略します。

コンバータの出力パルス電圧は分周器 DD1 の入力に供給されます。入力パルスの周波数が 32768 60 = 1 966 080 倍減少します。変換係数と分周係数は、コンバータの入力電圧が 1 V の場合、カウンタの出力パルスが 0.1 時間 (または 360 秒) の間隔で続くように選択されます。言い換えれば、メーター出力の 0.1 つのパルスは、測定回路を通過する 1 A h の電荷に相当します。トグルスイッチSA1の接点が開いている場合はXNUMXAh、接点が閉じている場合はXNUMXAhです。

簡単な計算により、必要な変換係数を決定できます: 1966080/360=5461 Hz/V。この周波数は 50 Hz よりも大幅に (100 倍以上) 高いためです。脈動（全波整流後の）電流によって運ばれる電荷を測定するときの変換誤差は重要ではないはずであり、これは実験的に確認されました。

10 桁の 2 進 3 進パルスカウンタ。1 つのカウンタをモジュロ 2 DD1 で作成します。 DD10 デジタルインジケータ HG2 付き。 HGXNUMX。アンペアアワーまたはその XNUMX 分の XNUMX の数を数えます。「XNUMXAh」モードではHGXNUMXインジケーターの小数点が点灯し、負荷回路に充電電流が流れるとHGXNUMXインジケーターの小数点が点滅し、その頻度が高くなるほど電流が大きくなります。

所定の電荷が流れた後に充電電流源が切断される瞬間を設定するために、デバイスには 4 つの 5 進カウンタデコーダ DD3 で構成されるインストールブロックがあります。 DD4。スイッチ SA6.1、SA6.2、および要素 DDXNUMX 上の論理ノード。 DDXNUMX。

カウンタ DD2 ～ DD5 の状態の変化は、入力パルスの低下と、入力 R に高レベルの電圧を印加することによる初期状態への設定によって発生します。

充電測定モードでは、必要な充電値をSA3、SA4スイッチで設定し、メータ容量「1Ah」または「10Ah」をSA100トグルスイッチで選択（カウンタの最下位桁の分周値）はそれぞれ 0.1 または 1 Ah)。デバイスの入力は、図に示す図に従って負荷回路のブレークに接続されます。 2、a、主電源電圧をデバイスに供給し、SA2「開始」トグルスイッチの接点を閉じます。

チャージメーター

この図は、充電式バッテリー GB1 に報告される電気量を測定するための設備の機能図を示しています。同じスキームに従って、電気化学プロセスを実行するための設備が組み立てられる。

しばらくすると、カウンタ DD4 の出力が表示されます。 DD5。これはスイッチSA3、SA4の可動接点に接続されます。高電圧が現れます。同じレベルが要素 DD6.2 の出力に表示されます。結果、まずは。 DD6.3 の要素に基づいて作成されたジェネレーターが動作を開始します。 DD6.4、約 2 kHz の周波数のパルスシーケンスを生成します。ブザー BF1 は、充電中のバッテリーに所定量の電気が流れたことを知らせる信号を発します。

第２に、トランジスタＶＴ１が開き、電磁リレーＫ１が動作し、その接点Ｋ１．１が開いて負荷への通電が遮断される。この状態でインストールはそれまでとなります。ネットワークから切断されるまで。

充電メーターは、DA2、DA9 マイクロ回路で作られたバイポーラ電圧レギュレータ 2x3 V によって電力を供給されます。降圧ネットワークトランス T1 - 商工会議所シリーズから統一。コンデンサ C6 ～ C10。デバイスチップを干渉から保護するには、各チップ DD1 ～ DD5 の近くに一度に XNUMX つずつ取り付けます。

電圧-周波数変換器の入力電圧が 1 V のとき、インジケータ HG2 の小数点が約 3 秒の周期で点灯します。負荷回路を通る電流の流れを示します。この流れが多ければ多いほど。ポイントが含まれることが多くなります。

HG1 および HG2 蛍光インジケーターのカソードフィラメントは、スタビライザーのマイナスアームから電力を供給されます。これは、アノード - 要素とインジケーターのカソード間の電圧差を増加させるために行われ、ディスプレイの明るさを増加させることができます。メーター内の蛍光インジケーターは低電圧 (銘板電圧 20 ～ 30 V) で駆動されるため、そのアノード - 要素は追加のトランジスタなしで K176IE4 カウンタの出力に直接接続されます。

IV-ZA の代わりに IV-b インジケータが適していますが、インジケータは大きく、より多くのカソード加熱電流を消費するため、抵抗 R7 を選択する必要があります。 R8。トランジスタ VT1 - 任意の低電力シリコン npn 構造 (KT312、KT315、KT503、KT3117 シリーズなど)。ダイオードブリッジ VD1、VD2 - KTs402 ～ KTs405 シリーズのいずれか: VD3 ダイオード - KD503、KD509、KD510、KD513、KD521、KD522 シリーズのいずれか。

コンデンサ C4、C11 - 酸化物。 K50-16またはK50-35; C3 - セラミック (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) またはマイカ。変換係数の安定性はこれに依存するため、小さな TKE (MPO) を持つ必要があります。残りの部分 - 任意のタイプの抵抗器 R1 は、公称値 5 オーム、電力 16 ワットの 0.2 つの並列接続された C5 - 4V で構成されます。太い高抵抗線から独立して作ることができます。トリマー抵抗器 R5 - マルチターン SP2-2; 残りは MLT、S23-2、S33-2 で、R1 は並列接続された 10 つの抵抗 (たとえば、定格が XNUMX オームと XNUMX オーム) で構成されます。

リレー K1 中古輸入品。最高の BS902CS (巻線の抵抗は 500 オームです。接点は、10 V の電圧で最大 220 A の DC および AC 電流を切り替えるように設計されています)。寸法は 20x15x15 mm です。充電メーターに適した家庭用リレーは、自動車用グループから選択できます[3]。

TPP232-127/220-50 トランスは、TLL23 シリーズ -127/220-50-TPP235-127/220-50 のいずれかと置き換えることができます。この場合、二次巻線は、1 ... 2 Vの電圧がダイオードブリッジVD12およびVD15に供給されるように接続する必要があります。ネットワークトランスは独立して作成することもできます。テープ磁気回路ShL16x20巻線Iに巻線PEV-2400 1が0.08ターン含まれています。巻線 II および III - ワイヤ PEV-140 1 をそれぞれ 0.25 回巻きます。

音響圧電エミッタ BF1 - ZP シリーズのいずれか。トグルスイッチ SA1 - P2T またはその他、少なくとも 5 A の電流用に設計されています。 SA2 - 任意。ソルトスイッチ SA3 - MPN-1。

充電量計は、寸法 200x80x65 mm のプラスチックケースに組み込まれています。部品はテキストライト製の 190 枚の基板に配置され、導体を吊り下げて設置されます。そのうちの 130 つには、1 ～ 1 mm の寸法があり、ケースの底部に取り付けられており、T2 要素が取り付けられています。 VD2。 VD3。 DA4。 DA5、C11、C12、C1、C2、R1、R1、K165、BF45。残りの部品は、DAI 電圧安定器のフロントパネルにネジ止めされた 2 番目のボード (30x40 mm) にはんだ付けされます。 DA2 は、それぞれ XNUMX ～ XNUMX cmXNUMX の冷却面を持つヒートシンクに取り付けられます。

次のようにデバイスを校正します。メーターの入力接点は、図のスキームに従って負荷の開回路に含まれています。 2,a を選択し、動作電流を 1 A に設定します。SA1 トグルスイッチの接点は開位置にあり、SA2 トグルスイッチは閉じている必要があります。コンバータ DA1 (ピン 7) の出力でパルス繰り返し周期を繰り返し測定します。トリミング抵抗 R4 は 10 秒周期を設定します。次に、カウンタ DD1 の出力 M (ピン XNUMX) での XNUMX 分間のパルス周期の精度をチェックします。必要に応じて、同じ抵抗で修正してください。

バッテリの実際の容量がわかっていて、許容下限まで放電されている場合、バッテリが受け入れなければならない充電量を客観的に確立することが可能であることに注意してください。

バッテリー容量を決定するために、図のスキームに従って放電設備が組み立てられます。 2.6.

最大直流電流。これは、SA100 スイッチの「1A h」位置 - 10 A および「10 A h」位置で入力回路を通過できます。 - 1A。測定された電流がパルスの形式である場合 (たとえば、バッテリーの充電時)、平均電流値を 6 ... 7 A に減らす必要があります。そうしないと、抵抗 R1 が過熱します。トグルスイッチ SA1 の接点が開いている場合、電流は 1 A を超えてはなりません。

文学

Gutnikov V.S. 測定装置に組み込まれた電子機器 (ed. 2. 改訂および追加) - L. Emergoatomizdat. レニングラード支店。 1988年。 269-273。
ヤクボフスキー S. V.、ニッセルソン L. I.、クレショバ V. I. 他デジタルおよびアナログ集積回路。ハンドブック（Yakubovsky S.V.の編集下）。 - M. ラジオと通信。 1990年。 432-445。
Bannikov V. 小型自動車用電磁リレー。 - ラジオ。 1994. No. 9.、p.42; No.10.p. 41.

著者：A。Evseev、Tula

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