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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Misuratore di carica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Batterie, caricatori Le batterie delle auto vengono spesso caricate utilizzando dispositivi che non dispongono di stabilizzatore di corrente. Il dispositivo proposto in questo articolo consente, in questo caso, di determinare oggettivamente il momento in cui la batteria ha terminato la ricarica. Inoltre, lo farà con una forma arbitraria e un valore medio della corrente di carica. La fine della ricarica di una batteria con corrente stabile viene solitamente determinata dopo che è trascorso un periodo di tempo noto (la cosiddetta ricarica temporizzata). Tuttavia, in realtà, la corrente di carica cambia a causa dell'azione di vari fattori destabilizzanti. Poiché le batterie hanno una resistenza interna molto ridotta, anche una piccola variazione nella tensione di carica può causare una grande variazione nella corrente. D'altra parte, l'introduzione di uno stabilizzatore di corrente nel caricabatterie complica notevolmente la progettazione del dispositivo e ne riduce l'efficienza. In un modo o nell'altro, i caricabatterie per auto industriali, di norma, non forniscono la stabilizzazione della corrente di carica. È noto che per caricare completamente una batteria è necessario fornirle una certa carica elettrica (quantità di elettricità), pari al prodotto tra il tempo di ricarica e la corrente media. In altre parole, il momento del completamento della carica può essere determinato dal valore della carica riportata alla batteria. In questo caso, le variazioni di corrente durante il processo di ricarica non influenzeranno la carica, ma porteranno solo ad un aumento o una diminuzione del tempo di ricarica. La necessità di misurare l'onere sorge in altri casi. Ad esempio, quando si esegue la ricarica di prova di una batteria, è sempre necessario scoprire la capacità che le verrà fornita quando viene scaricata alla tensione minima consentita. Quando si eseguono vari processi elettrochimici (come l'elettroformatura), è utile anche misurare la quantità di elettricità che passa attraverso la soluzione. Per misurare la carica passata attraverso il circuito di misura in condizioni di corrente instabili, è stato sviluppato il dispositivo descritto di seguito. Il suo schema elettrico è mostrato in Fig. 1.
La base del dispositivo è un convertitore tensione-frequenza realizzato sul microcircuito DA1. La tensione al suo ingresso, proporzionale alla corrente di carica, proviene dai resistori di misurazione della corrente R1, R2 (da uno o da entrambi, a seconda del limite di misurazione selezionato dall'interruttore a levetta SA1). Poiché la funzione di conversione è lineare, la frequenza di uscita del chip DA1 è direttamente proporzionale alla corrente di carica. Il funzionamento del convertitore integrato KR1008PP1 è descritto in dettaglio in letteratura [1,2]. quindi omesso qui. La tensione impulsiva di uscita del convertitore viene fornita all'ingresso del divisore di frequenza DD1. Riduce la frequenza degli impulsi in ingresso di 32768·60 = 1 volte. Il coefficiente di conversione e il fattore di divisione della frequenza sono scelti in modo tale che quando la tensione all'ingresso del convertitore è 966 V, gli impulsi all'uscita del contatore si susseguono con un intervallo di 080 ora (o 1 s). In altre parole, un impulso all'uscita del contatore corrisponde ad una carica elettrica di 0.1 Ah fatta passare attraverso il circuito di misura. quando i contatti dell'interruttore a levetta SA360 sono aperti, oppure 0.1 Ah quando è chiuso. Un semplice calcolo permette di determinare il fattore di conversione richiesto: 1966080/360=5461 Hz/V. Poiché questa frequenza supera significativamente (più di 50 volte) i 100 Hz. l'errore di conversione quando si misura la carica trasportata da una corrente pulsante (dopo la rettifica dell'onda intera) dovrebbe essere insignificante, il che è stato confermato sperimentalmente. Contaimpulsi binario-decimale a due cifre, realizzato su due contatori modulo 10 DD2. DD3 con indicatori digitali HG1. HG2. conta il numero di ampere-ora o decimi di essi. Il punto decimale dell'indicatore HG1 è acceso in modalità “10 Ah”, il punto decimale dell'indicatore HG2 lampeggia quando la corrente di carica scorre nel circuito di carico e più spesso maggiore è la corrente. Per impostare il momento in cui la sorgente di corrente di carica viene spenta dopo che è passata una determinata carica, il dispositivo è dotato di un blocco di impostazione composto da due contro-decodificatori decimali DD4. DD5. commuta SA3, SA4 e un nodo logico sugli elementi DD6.1. DD6.2. Lo stato dei contatori DD2 - DD5 viene modificato da una diminuzione degli impulsi di ingresso e ripristinato allo stato iniziale applicando una tensione di alto livello all'ingresso R. Nella modalità di misurazione della carica, gli interruttori SA3 e SA4 impostano il valore di carica richiesto, l'interruttore a levetta SA1 seleziona la capacità del contatore “10 Ah” o “100 Ah” (il valore della divisione della cifra meno significativa del contatore è 0.1 o 1 Ah, rispettivamente). L'ingresso del dispositivo è collegato al circuito aperto del circuito di carico secondo lo schema mostrato in Fig. 2a, fornire la tensione di rete al dispositivo e chiudere i contatti dell'interruttore basculante “Start” SA2.
Questa figura mostra uno schema funzionale di una configurazione per misurare la quantità di elettricità fornita alla batteria di ricarica GB1. L'impianto per l'esecuzione del processo elettrochimico viene assemblato utilizzando lo stesso schema. Dopo qualche tempo, alle uscite dei contatori DD4. DD5. che sarà collegato al contatto mobile degli interruttori SA3, SA4. apparirà l'alta tensione. Lo stesso livello apparirà all'uscita dell'elemento DD6.2. Di conseguenza, in primo luogo. il generatore, realizzato su elementi DD6.3, inizierà a funzionare. DD6.4, producendo una sequenza di impulsi con una frequenza di circa 2 kHz. e l'emettitore sonoro BF1 emetterà un segnale indicante che una determinata quantità di elettricità è passata attraverso la batteria in carica. In secondo luogo, il transistor VT1 si aprirà e funzionerà il relè elettromagnetico K1, i cui contatti K 1.1, una volta aperti, disecciteranno il carico. Fino ad allora l'installazione rimarrà in questo stato. finché non viene disconnesso dalla rete. Il misuratore di carica è alimentato da uno stabilizzatore di tensione bipolare 2x9 V realizzato su microcircuiti DA2, DA3. Trasformatore di rete step-down T1 - unificato dalla serie TPP. Condensatori C6-C10. I dispositivi che proteggono i microcircuiti dalle interferenze sono installati uno vicino a ciascuno dei microcircuiti DD1 - DD5. Con una tensione di 1 V all'ingresso del convertitore tensione-frequenza, il punto decimale dell'indicatore HG2 si accende con un periodo di circa 3 s. che indica il flusso di corrente attraverso il circuito di carico. Maggiore è questa corrente. più spesso il punto viene attivato. I fili catodici degli indicatori luminescenti HG1 e HG2 sono alimentati dal braccio negativo dello stabilizzatore. Questo viene fatto per aumentare la differenza di tensione tra gli elementi anodici e il catodo dell'indicatore, il che consente di aumentare la luminosità del display. Gli indicatori luminescenti nel misuratore sono alimentati da una tensione ridotta (tensione di targa 20...30 V), quindi i loro elementi anodici sono collegati direttamente alle uscite dei contatori K176IE4, senza transistor aggiuntivi. Invece di IV-ZA, sono adatti gli indicatori IV-b, ma sono più grandi e consumano più corrente del filamento catodico, quindi sarà necessario selezionare i resistori R7. R8. Transistor VT1: qualsiasi struttura npn a bassa potenza in silicio (ad esempio, dalle serie KT312, KT315, KT503, KT3117). Ponti a diodi VD1, VD2 - qualsiasi serie KTs402-KTs405: diodo VD3 - anche qualsiasi serie KD503, KD509, KD510, KD513, KD521, KD522. I condensatori C4, C11 sono ossido. K50-16 o K50-35; C3 - ceramica (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) o mica, e dovrebbe avere un piccolo TKE (MPO), poiché la stabilità del coefficiente di conversione dipende da questo; il resto è di qualsiasi tipo.Il resistore R1 è costituito da due C5 - 16V collegati in parallelo con un valore nominale di 0.2 Ohm e una potenza di 5 W. Puoi realizzarlo tu stesso da un pezzo di filo spesso ad alta resistenza. Resistenza trimmer R4 - multigiro SP5-2; il resto sono MLT, C2-23, C2-33, con R2 formato da due resistori collegati in parallelo (ad esempio con valori di 1 e 10 Ohm). Il relè K1 viene importato. Miglior BS902CS (il suo avvolgimento ha una resistenza di 500 Ohm. I contatti sono progettati per la commutazione di corrente continua e alternata fino a 10 A con una tensione di 220 V) Ha dimensioni di 20x15x15 mm. Un relè domestico adatto per un contatore di carica può essere selezionato dal gruppo di quelli automobilistici [3]. Il trasformatore TPP232-127/220-50 può essere sostituito con qualsiasi serie TLL23) -127/220-50-TPP235-127/220-50. in questo caso gli avvolgimenti secondari devono essere collegati in modo tale che ai ponti a diodi VD1 e VD2 venga fornita una tensione di 12...15 V. Il trasformatore di rete può essere realizzato indipendentemente. È avvolto su un nucleo magnetico a nastro ØЛ16х20 L'avvolgimento I contiene 2400 spire di filo PEV-1 0.08. avvolgimenti II e III - 140 giri ciascuno di filo PEV-1 0.25. Emettitore piezoelettrico sonoro BF1 - qualsiasi serie ZP. Interruttore a levetta SA1 - P2T o altro, progettato per una corrente di almeno 5 A; SA2 - qualsiasi. Interruttori Galet SA3 - MPN-1. Il misuratore di carica è assemblato in una custodia di plastica con dimensioni di 200x80x65 mm. Le parti sono posizionate su due schede PCB, l'installazione viene eseguita utilizzando conduttori montati. Su uno di essi con dimensioni di 190-130 mm, fissato al fondo del corpo, sono installati elementi T1. VD1. VD2. DA2. DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. Le restanti parti sono saldate su una seconda scheda (165x45 mm) avvitata al pannello frontale degli stabilizzatori di tensione DAI. I DA2 sono montati su dissipatori con superficie di raffreddamento di 30...40 cm2 ciascuno. Calibrare il dispositivo come segue. I contatti di ingresso del contatore sono collegati al circuito di carico aperto secondo lo schema di Fig. 2a e impostare la corrente operativa su 1 A. I contatti dell'interruttore a levetta SA1 dovrebbero essere in posizione aperta e i contatti dell'interruttore a levetta SA2 dovrebbero essere in posizione chiusa. Misurando ripetutamente il periodo di ripetizione dell'impulso all'uscita del convertitore DA1 (pin 7). il resistore di regolazione R4 imposta il loro periodo di sei secondi. Quindi controllare la precisione del periodo di impulso di sei minuti sull'uscita M (pin 10) del contatore DD1 e. se necessario correggere con la stessa resistenza. Va notato che è possibile determinare oggettivamente la carica che la batteria dovrebbe accettare se si conosce la sua capacità reale e viene scaricata al limite inferiore consentito. Per determinare la capacità della batteria, viene assemblato un impianto di scarica secondo lo schema di Fig. 2.6. Corrente costante massima. che può essere fatto passare attraverso il circuito di ingresso nella posizione "100Ah" dell'interruttore SA1 - 10 A. e nella posizione "10Ah". -1A. Se la corrente misurata è sotto forma di impulsi (ad esempio durante la ricarica di una batteria), il valore di corrente medio deve essere ridotto a 6...7 A. In caso contrario, la resistenza R1 si surriscalderà. Quando i contatti dell'interruttore a levetta SA1 sono aperti, la corrente non deve superare 1 A. Letteratura
Autore: A. Evseev, Tula
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Commenti sull'articolo: sc55 Articolo molto utile! Ma è auspicabile utilizzare una base di elementi più moderna (in particolare, indicatori LED ...)
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