車のバッテリーを充電するためのデバイス。スキーム、説明

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車のバッテリーを充電するための装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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比較的低電力の電気ネットワークでは、多くの電動工具と溶接機を同時に操作すると、主電源電圧にこのようなサージとディップが発生し、以前に組み立てたすべての充電器が単に動作を拒否したり、継続的な監視が必要になったりしました。充電電流を手動で調整するデバイスでは、主電源電圧が大幅に低下し（最大170 V）、電流レギュレータを最大に設定する必要がありました。主電源電圧の上昇が観察されなかった場合、充電電流が制限値を超え、せいぜいヒューズが切れ、最悪の場合トランスが切れました。

私はこの問題にもっと徹底的に取り組む必要がありましたが、実践が示しているように、無駄ではありませんでした。新しい充電器を数年間使用した結果、主電源電圧が完全になくなった場合にのみバッテリーの充電が妨げられることが確認されました。新しいデバイスで比例積分 (PI) コントローラーを使用することで、不安定要因の作用下で指定された充電電流をより正確に維持することが可能になりました。

PI コントローラーは、調整の安定性を確保するために、フィードバック回路内のフィルターの特別な周波数応答が形成されるシステムです [1]。制御されたパラメーターが設定値からゆっくりと離れると、フィルターは積分器として動作し、速く離れると、非慣性リンクとして動作します。あるモードから別のモードへの移行は、制御リングの位相シフトが許容値を超えず、システムの安定性が確保されるカットオフ周波数の値によって決定されます。

車のバッテリーを充電するための装置
図。 1

充電器の回路図を図 1 に示します。 1. 充電電流のソースは、ネットワークトランス T1 の 2 つの二次巻線 IV と V であり、それぞれダイオード VD3、VD4 および VD14、VD1 で形成され、並列に接続された 10 つの全波整流器を形成します。安定化設定値を備えた1〜XNUMX Aの範囲の可変抵抗RXNUMX このノードは、位相制御を備えた従来の方式に従って作成されます。唯一の違いは、サイリスタではなく、強力な電界効果トランジスタVTXNUMXが使用されることです。調整要素。この決定により、制御が容易になり、設計が便利になりました。

位相制御方法では、のこぎり波電圧を使用して調整要素の制御パルスを生成します。この電圧を主電源電圧がゼロを通過する瞬間と同期させるために、要素 VD6-VD8 R1、R2、R9、R10 およびコンパレータ DA4 に組み立てられたノードが使用され、セミに従って直列に接続されたトランスによって電力が供給されます。 -巻線 II 1 II.2.

巻線IIの電圧がゼロの場合、VD7ダイオードは、マイクロ回路の補助電源の出力から抵抗R9、R10を通って来る逆電圧によって閉じられ、コンパレータはオープンコレクタ出力の状態に切り替わります(ピン 9) 低電圧. この出力と電流制限抵抗 R13 を介してコンデンサ C8 を放電し、同じ補助電源から抵抗 R18 を介して常に充電されます。したがって、鋸歯状電圧は、ネットワーク内の電圧のゼロ位相を基準としてコンデンサ C8 に形成されます。

コンパレータDA5は、反転入力に印加される鋸歯状電圧と非反転入力でのPIフィルタの出力電圧に応じて、調整トランジスタVT1を制御します。のこぎり波電圧が非反転入力に存在するレベルに達すると、オープンコレクタ出力は電圧に設定されます。ゼロに近づくと、トランジスタVT1が閉じます。

二次電池の正回路には、並列に接続され、電流測定要素の機能を実行する3つの抵抗R5とR3が含まれています。これらの抵抗から得られた充電電流パルスは、オペアンプDAXNUMXに組み込まれたアクティブなベッセルローパスフィルタの入力に供給されます。

フィルタタイプの選択は、その周波数応答の均一性、位相応答の高い線形性、および短い整定時間によるものです [2]。

ローパスフィルターのカットオフ周波数は約8Hzです。 R4 の要素によって決まります。 R6. C3. C4 フィルタは、100 Hz の充電電流の基本高調波を効果的に抑制します。ただし、慣性が大きくなりすぎないようにする必要があります。

追加の抵抗R1、R12を備えたマイクロアンペアRA16は、ローパスフィルタの出力に接続されており、その読み取り値は充電電流の平均値に正比例します。トリミング抵抗R16を使用して、充電電流のアンペア単位でマイクロアンペアを校正します。

ローパスフィルタの出力から、抵抗 R11 R14 R15 によって形成される加算器にも電圧が供給されます。可変抵抗 R14 は充電電流を調整し、抵抗 R11 と R15 の接続点に供給される信号の差が PI フィルタの入力に供給されます。

PIフィルターは、オペアンプDA6と要素R17、R19、C10に組み込まれています。 LPF の慣性に基づく。コントローラーの制限周波数は 8 Hz に近い値が選択されています。周波数が低下すると、フィルタゲインが増加し、ゼロ周波数に近づくと、理論的には無限大に増加します。これにより、充電電流の指定値と実際の値の間の不一致が最小限に抑えられます.8 Hz以上の周波数では、伝達係数は抵抗R17、R19の値によってのみ決定されます. これは約 27 dB に相当します。

したがって、コンパレータDA1を介して制御トランジスタVT5に作用する不一致信号は、抵抗R11とR15の接続点での上記信号の電圧値の差を無効にします。

コンパレータ、オペアンプ、およびデバイスの他のコンポーネントに電力を供給するために、トランスT111.1の半巻線2、III.1によって形成される補助バイポーラソースが提供されます。整流器VD5、電圧安定器DA1 DA2、および平滑酸化物コンデンサC1、C2、C5、C6。 LEDHL1-ネットワークにデバイスが含まれていることを示します。電気モーターM1を備えたファンは、強力なダイオードVD1〜VD4のブロックとトランジスタVT1の強制冷却に使用されます。

デバイスのほとんどの部分はユニバーサルテクノロジーボードに配置され、取り付けは絶縁ワイヤで行われます。抵抗器 R3、R5 - C5-16V を配線します。残りの定数 - OMLT、MLT、または MT 変数 R14 - 線形特性 PPB-1 チューニング R16 - SPZ-39A を使用して配線します。

高温で動作するように設計された酸化物コンデンサを使用するのが最適です。残りのコンデンサ - 任意。

トランス T1 - 古い真空管テレビの TS-180。磁気回路は分解する必要があり、すべての巻線はコイルから巻かれなければなりません, 一次Iを除いて, 紙の中間層を保持し、新しいものを巻きます. 11.1およびIII.2, ワイヤの37ターン PEV-2 0,18 最後の巻線 IVおよび V は、PEV-111.1 2 ワイヤを 55 ターン巻き、中間からタップします。巻き間スペーサと層間スペーサが必要です。

図に示すように、異なるコイルに配置され、同じ方向に巻かれた半巻線は、反対方向（つまり、端から端まで）に接続する必要があります。

ダイオード VD1-VD4 とトランジスタ VT1 は、DL-43 ファンを備えたコンピュータプロセッサアセンブリからの共通のヒートシンクに絶縁ガスケットなしで取り付けられます。約5 cm2の面積を持つプレートの形のヒートシンクにもスタビライザーDA1を設ける必要があります。

マイクロアンメータ RA1 - 矢印 4206 μA の完全偏向電流を備えた M100。ネットワークトグルスイッチ SA1 - MT-1 バッテリーリードを充電するための大きなスプリングクリップ、クロコダイルタイプ、ラジオ部品店または自動車部品店で購入できます。

車のバッテリーを充電するための装置
図。 2

カバーを取り外した充電器の図を図 2 に示します。 XNUMX.

充電器の性能を最初にチェックするために、100 Wのアクティブ負荷が出力に接続されます（フィラメントが並列に接続された車のヘッドライトランプ）。その前に、充電電流レギュレーターR14が最大抵抗位置に設定されます。最小電流に対応します。負荷は、制御電流計と直列に充電器の出力に接続されています。彼らは、レギュレータR14を使用すると、設定された制限内で充電電流を変更できると確信しています。制限は、必要に応じて、抵抗R15を選択することで調整できます。

次に、バッテリーが制御電流計と直列にデバイスの出力に接続されます。制御電流計に10 Aの充電電流を設定し、抵抗R16のスライダを動かして、マイクロアンメータRA1の矢印を最終分割に設定します。

文学

1. Titze U.、Shenk K. Semiconductor回路（ドイツ語から翻訳）。 -M。平和、1983年。
2. Volovich G. I. アナログおよびアナログ - デジタル電子機器の回路。 -M..ドデカ、2005。

著者：A。Dymov、オレンブルク; 出版物：radioradar.net

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