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、多くの電動工具や溶接機が同時に動作すると、主電源電圧のサージやディップが発生するため、以前に組み立てたすべての充電器が単に動作しなかったり、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 170 V まで大幅に低下した場合、電流レギュレータを最大に設定する必要がありました。主電源電圧を監視していなかった場合、充電電流が制限値を超え、良くてもヒューズが切れ、最悪の場合は変圧器が切れてしまいます。安定化されたレギュレータは、主電源電圧のこのような広範囲の変化を追跡できないことが判明し、突然のサージやディップにより、上記の結果を引き起こしました。

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 レギュレータは、レギュレーションの安定性を確保するために、フィルタの特殊な周波数応答がフィードバック回路で形成されるシステムです。制御パラメータが設定値からゆっくりと遠ざかる場合、フィルターは積分器のように動作し、急速に移動する場合は慣性のないリンクのように動作します。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まります。

充電器の回路図を図 1 に示します。 XNUMX。

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（クリックして拡大）

充電電流の源は、ネットワーク変圧器 T1 の 1 つの二次巻線 IV および V であり、それぞれダイオード VD2、VD3 および VD4、VD14 とともに、並列接続された 1 つの全波整流器を形成します。可変抵抗R10により、設定値を安定させながら1～XNUMXAまで滑らかに電流を変化させることができます。このユニットは従来の位相制御回路に従って作られていますが、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 が調整素子として使用されていることです。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、鋸歯状電圧を使用して調整素子用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 で組み立てられたユニットが使用され、半巻線 II I I I-2 によって電力が供給されます。シリーズ。

巻線 II の電圧がゼロになると、超小型回路の補助電源の出力から抵抗 R7、R9 を介して供給される逆電圧によってダイオード VD10 が閉じられ、コンパレータはオープンコレクタ出力 (ピン) が出力される状態に切り替わります。 9) 電圧が低い。

この出力と電流制限抵抗 R13 を介してコンデンサ C8 が放電され、コンデンサ C8 は同じ補助電源から抵抗 R8 を介して常に充電されます。したがって、のこぎり波電圧がコンデンサ CXNUMX に形成され、ネットワーク内の電圧のゼロ位相に接続されます。

コンパレータ DA5 は、反転入力に印加されるランプ電圧と非反転入力の PI フィルタの出力電圧に従って、制御トランジスタ VT1 を制御します。のこぎり波電圧が非反転入力のレベルに達すると、オープンコレクタ出力でゼロに近い電圧が確立され、トランジスタ VT1 が閉じます。

充電されるバッテリーのプラス回路には、並列に接続され、電流測定素子の機能を実行する 3 つの抵抗 R5 と RXNUMX が含まれています。

これらの抵抗から得られる充電電流パルスは、オペアンプ DA3 に組み込まれたアクティブベッセルローパスフィルターの入力に供給されます。フィルタのタイプの選択は、周波数応答の均一性、位相応答の高い直線性と短い整定時間によって決まります。

ローパスフィルターのカットオフ周波数は約 8 Hz です。これは要素 R4、R6、C3、C4 によって決まります。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が、その慣性が過度に大きくなってはなりません。

追加の抵抗器 R1、R12 を備えた微小電流計 RA16 がローパスフィルター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直接比例します。微小電流計は、トリミング抵抗 R16 を使用して充電電流のアンペアで校正されます。ローパスフィルターの出力から、電圧は抵抗器 R11、R14、R15 で構成される加算器にも供給されます。可変抵抗器 R14 は充電電流を調整します。抵抗器Ｒ１１とＲ１５の接続点に供給される信号の差は、ＰＩフィルタの入力に供給される。

PI フィルターは、オペアンプ DA6 と素子 R17、R19 を使用して組み立てられます。 C10. ローパスフィルターの慣性に基づいて、レギュレーターの制限周波数は 8 Hz に近くなるように選択されました。周波数が低下すると、フィルターの透過係数が増加し、周波数がゼロ付近では理論的には無限大まで増加します。これにより、充電電流の指定値と実際の値の間の差異が最小限に抑えられます。 8Hz以上の周波数では、伝達係数は抵抗R17、R19の値のみで決まります。約27dBです。

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の接続点における上記信号の電圧値の差をゼロに減少させる。

コンパレータ、オペアンプ、およびデバイスのその他のコンポーネントに電力を供給するために、変圧器 T1、整流器 VD2、電圧安定器 DAI、DA1、および平滑酸化物コンデンサ C5 の半巻線 III.2、III.1 によって形成される補助バイポーラ電源が提供されます。 C2、C5、C6。 LED HL1 は、デバイスがネットワークに接続さ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 とトランジスタ VT1 のブロックを強制冷却するために使用されます。

デバイス部品のほとんどはユニバーサルテクノロジボード上に配置されており、設置は絶縁ワイヤで実行されます。抵抗器 R3...R5 は巻線 C5-16V です。残りの定数は、OMLT、MLT、または MT です。可変 R14 - 線形特性を持つワイヤー。 PPB-1トリマーR16-SPZ-39A。

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。

古い真空管テレビのトランス T1 - TS-180。磁気コアを分解し、一次 I を除くすべての巻線をコイルから巻き取り、紙の層間スペーサーを保持し、新しいものを巻く必要があります。まず、巻線 II.1 を 2 つのコイルに、II.37 を別のコイルにそれぞれ 2 回巻き付けます。 PEV-0,18 1。そして、III.2 と III.55 もそれぞれ 2 巻きのワイヤを備えています。 PEV-0.38 150。巻線 IV と V は最後に巻かれ、それぞれ 2 回巻かれます。途中から分岐したPEV-0,86 XNUMX。巻線間ガスケットと層間ガスケットが必要です。

異なるコイル上に配置され、一方向に巻かれた半巻線は、図に示すように反時計回り (つまり、端と端) 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。

微小電流計 RA1 - M4206、合計針偏向電流 100 μA。ネットワーク切り替えスイッチ SA1 - MT-1。充電中のバッテリーの端子にあるクランプはワニ型の大きなスプリングクリップで、ラジオ部品店や自動車部品店で購入できます。

カバーを取り外した充電器の図を図 2 に示します。 XNUMX.

車のバッテリーを充電するための装置 .

最初に充電器の機能をチェックするために、100 W の電力を持つ能動負荷をその出力 (フィラメントが並列接続された車のヘッドライトランプ) に接続します。この前に、充電電流レギュレータ R14 が最小電流に対応する最大抵抗の位置に設定されます。

負荷は、充電器の出力に制御電流計と直列に接続されました。 R14 レギュレータにより、確立された制限内で充電電流を変更できることを確認してください。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R1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。

著者: ディモフ A.

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