充電器の自動シャットダウン用のアタッチメント。スキーム、説明

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充電器の自動シャットダウン用アタッチメント。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事では、バッテリーの充電時にネットワークから切断する機能を持たない充電器で動作するように設計されたセットトップボックスについて説明します。このプレフィックスは、まず、最も単純な工場製または自家製の充電器を持ち、最小限の時間と費用で充電プロセスを自動化したいと考えているドライバーにとって興味深いものとなるはずです。

安定した電流で充電されている鉛蓄電池の端子電圧は、完全に充電されるとすぐに上昇がほぼ止まることが知られています。この時点から、バッテリーに供給されるほとんどすべてのエネルギーは、電気分解と電解質の加熱のみに費やされます。したがって、充電電圧の上昇が停止した瞬間に、充電器をネットワークから切断することが可能となる。ただし、自動車バッテリーの取扱説明書 [1] では、このモードでさらに 2 時間充電を続けることを推奨しています。これが、以前に説明した自動充電器 [XNUMX] の仕組みです。ただし、実際にこの再充電が実際に必要なのは、バッテリーの技術的状態を判断するために、年間の制御および予防的な充放電サイクル中にのみ必要であることがわかっています。

毎日の使用では、バッテリーを定電圧下で 15 ～ 30 分間耐えるだけで十分です。このアプローチにより、バッテリー充電の完了に目立った影響を与えることなく、自動充電器を大幅に簡素化することができます。不安定な電流でバッテリーを充電すると、充電電圧が滑らかに増加し（最初の場合よりも弱くなります）、充電電流が減少します。バッテリーが完全に充電されている証拠は、電圧と電流の両方の変化が停止していることです。

この原則は、提案されたプレフィックスの動作の基礎となっています。これにはコンパレータが含まれており、その入力の 3 つには、バッテリの充電電圧の増加に比例して増加し (減少に応じて減少)、同時に充電電圧の増加に比例して減少する (減少に応じて増加) 電圧が供給されます。充電電流。最初の入力と同じ電圧が XNUMX 番目の入力に印加されますが、かなりの時間遅延が発生します。言い換えれば、バッテリーの電圧が増加し、(または) 充電電流が減少する限り、コンパレータの XNUMX 番目の入力の電圧値は最初の入力の電圧値よりも小さくなり、この差は次の値に比例します。充電電圧と電流の変化率。バッテリーの電圧と充電電流が安定すると（バッテリーが完全に充電されたことを示します）、コンパレーターの入力の電圧値が等しくなり、コンパレーターが切り替わり、コンパレーターをオフにする信号が送られます。充電器。このアイデアは [XNUMX] から借用したものです。

接頭辞は広く使用されている要素に付けられます。最大動作電流は 6 A ですが、必要に応じて簡単に増やすことができます。

アタッチメントの概略図を図1に示します。 XNUMX。

充電器の自動切断用アタッチメント

このデバイスは、入力オペアンプ DA1、オペアンプ上の 2.1 つの電圧コンパレータ DA2.2、DA1、3 入力電子リレー VT1 ～ VT1、K1、およびネットワークトランス T4 で構成される電源ユニットで構成されます。ダイオード VD6 ～ VD5、平滑コンデンサ C19、およびパラメトリック電圧安定器 VD1R3。充電器の出力は端子 X2、X3 に接続され、充電されるバッテリーは端子 X5、XXNUMX に接続されます。充電器の電源プラグはセットトップボックスのソケット XXNUMX に接続されています。

SB1 ボタンを押すと、主電源電圧が充電器とセットトップボックスの T1 変圧器の主電源巻線 I に供給されます。ダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 からの不安定な電圧は電子リレーによって電力供給され、パラメトリックスタビライザーの出力電圧は DA2 マイクロ回路によって供給されます (DA1 は充電器によって電力供給されます)。バッテリーの充電が始まります。

抵抗器 R1 の両端の充電電流によって生成される電圧降下は、反転増幅回路に従って接続されたオペアンプ DA1 の入力に供給されます。充電電流が減少すると、出力電圧が増加します。一方、オペアンプの出力電圧は電源電圧に比例します。また、アンプは充電中のバッテリーから直接電力を供給されるため、オペアンプの出力電圧は充電中のバッテリーの端子の電圧と充電電流の両方の関数になります。セットトップボックスのこの構造により、最も単純なものを含むさまざまな充電器と組み合わせて使用できるようになりました。

ローパスフィルタ R4C2 はオペアンプの出力に接続され、そこから積分回路 R7C3 と R5R6R8C4 を通った電圧がオペアンプ DA2.2 で作られた比較器の入力に供給されます。 R8C4 回路の時定数は R7C3 回路の何倍も大きいため、このコンパレータの非反転入力の電圧は反転入力の電圧よりも低くなり、出力は Low になります。

オペアンプ DA2.1 のコンパレータは従来のしきい値デバイスで、その反転入力には R15R16 抵抗分圧器から例示的な電圧が供給され、非反転入力には充電式バッテリに接続された R11R12R13 分圧器から供給されます。バッテリの電圧が 14,4 V に達するとコンパレータが切り替わり、バッテリの電圧変化のダイナミクスが重要でない状況で充電器が早期にシャットダウンする可能性を排除する役割を果たします。

その結果、充電中のバッテリーの電圧が指定された値に達するまで、たとえ DA2.2 コンパレーターが切り替わったとしても、セットトップボックスは充電器の電源をオフにしません。この状況は、充電電流を過小評価された値に設定し、その結果、充電電圧と電流の変化が非常にゆっくりになった場合に発生する可能性があります。最初は、コンパレータ DA2.1 の出力も低電圧です。

両方のコンパレータの出力は、抵抗分圧器 R17R18 および R20R21 を介して、トランジスタ VT2 および VT1 のベースに接続されます。したがって、SB1 ボタンを押すと、これらのトランジスタは閉じたままになり、VT3 が開きます。リレー K1 がアクティブになり、接点 K1.1 がボタンの接点をブロックします。ボタンを放した後もプレフィックスはオンのままです。

トランジスタＶＴ１およびＶＴ２はＡＮＤ論理回路に従って接続されるので、それらは比較器ＤＡ２．１、ＤＡ２．２の出力において同時に高電圧レベルでのみ開く。これは、バッテリーが完全に充電されている場合にのみ発生します。この場合、トランジスタ VT1 が閉じ、リレー K2 がアーマチュアを解放し、セットトップボックスと充電器の電源回路が開きます。

図上。図２は、ＤＡ２．２コンパレータの入力における電圧変化と、不安定な充電電流で単純な充電器を使用して６ＳＴ－６０バッテリを再充電する過程における充電電流のグラフを示す。バッテリーの初期充電状態は約 2% です。

充電器の自動切断用アタッチメント

セットトップボックスが強い干渉条件で動作する場合は、DA2 オペアンプの電源回路を容量 0,1 μF のセラミックコンデンサでシャントする必要があります。

プレフィックスは、主電源電圧の変動に対する感度が低下することを特徴としています。たとえば、電圧が増加すると、充電されるバッテリーの電圧も増加しますが、同時に充電電流も増加します。その結果、オペアンプ DA1 の出力の電圧がわずかに変化します。

プレフィックスは、140x100x70 mmの金属製の箱に取り付けられています。フロントパネルにはクランプ X1 ～ X3、ヒューズ FU1、ソケット X5 があります。アタッチメントのほとんどの部品は、厚さ 76 mm のフォイルグラスファイバーで作られた、寸法 60x1,5 mm のプリント基板上に配置されます。基板の図面を図に示します。 3. トランス T1 とリレー K1 は基板の隣に別々に取り付けられます。抵抗 R1 は端子 X1、X2 に直接はんだ付けされます。

充電器の自動切断用アタッチメント

抵抗 R1 は、抵抗値 5 オーム、定格消費電力 16 W で並列接続された 0,1 つの抵抗 C1-9V で構成されています。その他の定数 - MLT。トリマー抵抗 R12、R16 - SPZ-XNUMXv。

コンデンサC1 - KM5、残り - K50-35。コンデンサ C4 は、基板に取り付ける前に 10 ～ 12 V の定電圧源に数時間接続してトレーニングすることが望ましいです。

KD105B の代わりにダイオード KD106A、KD522B の代わりに KD521 シリーズのいずれかを使用できます。ツェナーダイオード VD5 - 安定化電圧 11 ... 13 V の低電力。

KT3102B トランジスタは、少なくとも 50 の静的ベース電流伝達係数を備えた、対応する構造の低電力トランジスタと置き換えることができます。VT3 トランジスタを置き換える場合は、既存のリレー K1 の動作電流に注目する必要があります。 K553UD2 OU の代替品を選択する場合は、すべてのオペアンプが電源電圧と等しい入力電圧で動作できるわけではないことを考慮する必要があります。

セットトップボックスは、最大 14 mA の負荷電流で 120 V の二次巻線の交流電圧を備えた既製の低電力ネットワーク変圧器を使用します。リレー K1 - RMU、パスポート RS4.523.303 ですが、応答電圧 12 ... 14 V のものが適しており、その接点は 220 ... 0,3 の電流で 0,5 V の交流電圧をスイッチングするように設計されています。 A.

セットトップボックスをセットアップするには、10 ～ 15 V 以内に調整された安定化電圧源と、測定限界が 20 V のデジタル電圧計が必要です。まず、抵抗 R12 のスライダーを一番下に設定します。、図に従って R9 を左の位置に移動します。ソースが端子 X1 と X3 に接続され、その出力で 14,4 V の電圧が設定され、セットトップボックスがネットワークに接続されます。

リレー K1 が動作している間にボタン SB1 を押します。オペアンプ DA2.1 および DA2.2 の出力 (ピン 10 および 12) が低電圧レベル (1,3 ... 1,5 V) であることを確認してください。次に、オペアンプ DA1 (ピン 10) の出力の電圧を測定します。接続されている電源の電圧とほぼ同じである必要があります。

抵抗器 R30 の端子は 40 .. .8 秒間閉じられ、コンデンサ C4 の高速充電が保証され、2.2 分間の露光後、電圧計がオペアンプ DA9 の出力に接続され、スムーズに充電されます。コンパレータが切り替わるまで、つまり出力電圧の急激な増加が 11 ... 11,5 V になるまで、抵抗 R2.2 のノブを回します。その後、オペアンプ DA9 の反転入力で電圧が測定され、抵抗 R15 はそれを 20 ... XNUMX mV 下げます。

コンデンサC5の放電を防ぐために、入力抵抗が少なくとも10 ... 3 MΩのデジタル電圧計を使用してコンパレータの入力回路の電圧を測定する必要があることに注意してください。多くの一般的なデジタル電圧計の入力抵抗は 1 MΩ を超えないため、既存の電圧計の入力で 1 メガオームの抵抗をオンにし、デバイスの入力抵抗と合わせて比 10 の分圧器を形成できます。 :XNUMX.

結論として、オペアンプ DA12 が切り替わるまで抵抗 R2.1 のノブを回します。この場合、リレー K1 はアーマチュアを解放する必要があります。

アマチュア無線家にデジタル電圧計がなく、電源もない場合は、実際にバッテリーを充電する過程でセットトップボックスを直接セットアップできます。これを行うには、上記のように、充電器とバッテリーをセットトップボックスに接続し、充電器のスイッチを「オン」の位置に設定し、セットトップボックスの抵抗器 R9、R12 のスライダーを設定します。ボタンSB1を押してリレーK1が作動していることを確認し、充電器の取扱説明書に従って充電電流を設定してください。

次に、バッテリーの充電プロセスを監視し、端子の電圧を定期的に測定します。 14,4 V に達したら、オペアンプ DA12 が切り替わるまで抵抗 R2.1 のノブを回します。

電圧の上昇が止まったら、このモードでさらに 20 ～ 30 分間充電を続け、オペアンプ DA9 がトリップしてセットトップボックスと充電器が電源から外されるまで、抵抗 R2.2 のノブを滑らかに回転させます。主電源。これでセットアップは完了です。

結論として、バッテリーの完全充電を保証するには、OP 出力での電圧変化の良好なダイナミクスを確保するために、充電電流の最大許容値を設定することが望ましいことに注意する必要があります。 -アンプDA1。これは、出力電流が安定していない充電器やひどく放電したバッテリーに特に当てはまります。

文学

ZHUITs.563.410.001IE。容量が 30 Ah 以上のバッテリーリードスターター。ユーザーマニュアル。 1987年。
クプリヤノフ K. 自動充電器。 - ラジオ、2000 年、No. 12、p。 33-37。
Tenev L. 移動する金属物体を検出するための装置。 - ラジオ、1987 年、第 5 号、p. 61.

著者：K。Kupriyanov、サンクトペテルブルク

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