デュアルモード充電器。スキーム、説明

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デュアルモード充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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自動車愛好家にとって、バッテリーの予防作業には多くの時間がかかり、充電中、特に最終段階では常に注意を払う必要があることが知られています。著者が提案した装置は、車の所有者が発生する多くの問題を解決するのに役立ちます。

制御およびトレーニングサイクルの実行には、バッテリーを放電してから公称電圧まで充電するプロセスが含まれます。最近、交流による充電が普及しており、充電成分のエネルギーが放電成分を大幅に上回ります。これにより、バッテリープレートの硫化を効果的に防止し、完全な制御とトレーニングサイクルに費やす時間を短縮することができます。操作の利便性を向上させるためには、バッテリーが最終電圧に達したときに充電を停止できるユニットを充電器に搭載することが望ましく、これによりバッテリーの過充電の危険を回避できます。

[1,2、55] で説明されている充電器は間違いなく多くの優れた特性を備えており、大きな充電電流を提供します。私の意見では、唯一の欠点は、負荷に大電力を供給するために必要な大型の電源トランスです。ただし、実践が示すように、最大 4 Ah の容量を持つバッテリーの予防保守には、最大 XNUMX A の出力電流を提供する充電器があれば十分です。公称値と比較して、わずかに低い充電電流XNUMX 時間の充電電流は、充電時間を増やすことで簡単に補うことができます。このモードは、予防作業を実行する場合にさらに適しています。

提案されたデュアルモード充電器 (図を参照) は、上記の要件をほぼ満たしています。これは、ネットワークトランスに XNUMX 次巻線が XNUMX つだけ存在するため、製造が簡素化されているという点で、「ラジオ」で以前に説明したものとは異なります。より小型の標準サイズの変圧器を使用することにより、構造の重量と寸法を削減することができました。

（クリックして拡大）

デバイスの主な技術的特徴

充電電流、A......0...4
最大出力電圧、V......16
効率……0,7

充電器の電源を簡素化するために、半波整流器が使用され、その機能はダイオード VD1 によって実行されます。 HL1 LED は、デバイスがネットワークに接続されていることを示すインジケータとして機能します。

発電機は単接合トランジスタ VT1 に組み込まれており、サイリスタスイッチングユニット VS1 からパルスを生成します。主電源電圧の動作半サイクルの開始に対する制御パルスのシフトは抵抗器 R3 ～ R5 によって設定され、コンデンサ C1 の充電時間をトランジスタ VT1 のエミッタ接合の開放電圧に変更します。

抵抗 R4 は充電電流を調整し、抵抗 R3 はセットアッププロセス中の調整の上限を設定します。抵抗器R4の抵抗値が低いほど、コンデンサC1が閾値電圧まで早く充電され、サイリスタVS1が開くのが早くなり、端子X1およびX2に接続されたバッテリの充電電流が大きくなります。

コンデンサ C1 のしきい値電圧で、トランジスタ VT1 のエミッタベース 1 の pn 接合が開き、コンデンサはそれを介して放電されます。トランジスタのベース端子間の抵抗が急激に減少し、トランス T2 の一次巻線にパルスが形成され、サイリスタ VS1 のスイッチングユニットがトリガーされます。 SCR のオープン状態は、動作半サイクルが終了するまで保持電流により維持されます。次の作業半サイクルでは、このプロセスが繰り返されます。

制御ユニットの特徴は、充電器の出力端子に接続されたバッテリーによって電力が供給されることです。バッテリが接続されていない場合、サイリスタが閉じ、生成されたパルスがトランジスタ VT3、VT4 を制御できなくなります。その結果、充電器は無負荷時の出力での短絡から保護されます。バッテリ接続の極性が間違っている場合、コントロールユニットは VD11 ダイオードによって逆電圧から保護され、閉じたサイリスタによって回路内で短絡電流が発生することはありません。この回路設計ソリューションを使用すると、特別な追加措置を導入することなく、短絡や充電中のバッテリーの逆極性接続からデバイスを保護することができました。

統合タイマー KR3VI1 (DA45) で作成された、時間比 15:1006 (1 秒 - 充電、1 秒 - 放電) のバッテリー充放電サイクルのジェネレーターは、[3] で説明されているデバイスから借用しました。ドライバーのタイミング回路のパラメーターのみが変更されました。スイッチSA2が「Imp」に設定されている場合。タイマーの出力 (ピン 3) では、放電サイクルから開始して、交互の高電圧レベルと低電圧レベルが形成されます。ハイレベルでは、トランジスタ VT2 と VT6 が開きます。開くと、トランジスタ VT2 がドライバの動作をブロックし、トランジスタ VT6 が放電抵抗 R24 をバッテリに接続します。放電モードはHL3 LEDで示されます。タイマーの出力に低電圧レベルが現れると、トランジスタ VT2 と VT6 が閉じ、バッテリーの充電サイクルが始まります。

バッテリーを継続的に充電するには、スイッチ SA2 を「継続」位置に設定します。シェイパーのスイッチがオフになっています。連続充電モードは HL2 LED によって示されます。

充電電流を自動的にオフにするデバイスは、コンパレータによってオンになるオペアンプ (オペアンプ) DA2 に組み込まれています。反転入力の基準電圧はツェナーダイオード VD9 によって形成され、抵抗 R27 から取られた出力電圧の一部が非反転入力に供給されます。バッテリーの端子電圧が最終電圧の 14,4 V に達すると、DA2 マイクロ回路の出力に高電圧レベルが設定され、トランジスタ VT2 と VT5 が開き、それによって DA1 タイマーの動作と VS1 サイリスタのターンがブロックされます。 -オンパルスジェネレータ。さらに、ダイオード VD10 を介して非反転入力にハイレベルが供給されるため、オペアンプ出力はハイレベルに維持されます。オペアンプのこの状態は、HL4 LED によって示されます。

バッテリの充電電流は、充電中に電流計 PA1 を使用して監視されます。

説明されている充電器は、寸法 150x150x80 mm の穴あき金属ケースで作られています。変圧器は鋼鉄磁心ШЛ20х32で作られています。巻線 I には PETV-1070 2 ワイヤが 0,4 回巻かれ、巻線 II には直径 126 mm のワイヤが 1,18 回巻かれます。もちろん、より大きな標準サイズの変圧器を使用して、ハウジングの寸法を大きくすることもできます。

T2 トランスには、M10NM フェライト製の標準サイズ K6x4,5x2000 の磁気コアが使用されました。変圧器の各巻線には、PETV-45 2 ワイヤが 0,25 回巻かれています。 XNUMX本のワイヤーを同時に巻きます。

ダイオード VD1 とサイリスタ VS1 は、60 つの共通のヒートシンク (厚さ 60 ～ 3 mm のアルミニウム製 4x6 mm のプレート) に (マイカスペーサーを介して) 取り付けられています。 VTXNUMX トランジスタのヒートシンクの機能は、ハウジングの金属ベースによって実行できます。

充電器の他の要素を取り付けるためのプリント回路基板は開発されていません。これは、無線要素を垂直に設置した 75X70 mm のプロトタイプパネルに置き換えられました。

充電器で使用される抵抗とコンデンサの主なパラメータを図に示します。 KD206 ダイオードを同タイプまたは KD202 シリーズのダイオードに置き換えることができます。オペアンプ KR140UD708 の代わりに、K140UD7 が適しています。ダイオード VD3 ～ VD7 および VD10 - 低電力のもの。トランジスタ KT503B は KT3117B に、KT502B は KT209B または KT501B に、KT827B は KT827、KT829、KT972 シリーズのいずれかと交換可能です。

このデバイスは、出力端子に電圧 12 V の完全に充電されたバッテリーが接続され、抵抗 R27 スライダーが図の右端の位置に設定され、抵抗 R3 スライダーが中央の位置に設定されます。スイッチ SA2 は「連続」位置に切り替えられます。次に、充電器をネットワークに接続した後、可変抵抗器 R4 スライダを下方の位置 (図に従って) に移動し、抵抗器 R3 を 4 A に設定して充電電流を設定します。これらの抵抗器が所望の値を達成できない場合は、充電電流を考慮して、抵抗 R5 を別のわずかに小さい抵抗に置き換える必要があります。次に、スイッチＳＡ２を「Ｉｍｐ．」モードに切り替える。そして、電圧計またはオシロスコープを使用して、充放電サイクルの時間を確認します。電源をオンにすると、放電サイクルが最初に始まり、その期間が定常状態よりもわずかに長くなることに注意してください。これは、電源がオンになった瞬間にコンデンサ C2 が完全に放電されるという事実によって説明されます。

回路ブレーカーを設定するには、出力電圧 15 V の安定化 DC 電源とクラス 1 DC 電圧計が必要です。オペアンプ DA2 の動作しきい値は、充電器をネットワークから切断し、スイッチ SA2 をオンにして設定します。「続き」の位置。出力端子 X1、X2 には外部 DC 電源から 14,4 V の電圧が供給され、その値は電圧計で監視されます。 HL27 の「充電終了」LED が点灯するまで、抵抗 R4 スライダをシフトしてオペアンプの非反転入力の電圧を増加させます。この時点で、提案されたデバイスの確立は完了したと見なすことができます。

文学

Evseev A.調整可能な現在のスタビライザー。 - ラジオ、1987 年、第 8 号、p. 56、57。
Gazizov M. バッテリーの充電と回復のための自動装置：コレクション：「アマチュア無線を助けるために」、vol。 94、p. 3 - 7. - M.: DOSAAF、1986 年。
Oleinik P. フロントガラスワイパーコントロールユニットに内蔵されたタイマー。 - ラジオ、1988 年、第 12 号、p. 25.

著者: L.Lyaskovsky、キエフ

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