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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricatore automatico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Batterie, caricatori Come sapete, le batterie al piombo durano molto più a lungo se vengono costantemente caricate. A tale scopo, l'industria produce diversi modelli di semplici caricabatterie domestici, ma molti lettori non possono permettersene il costo. Di seguito è riportato un caricabatterie fatto in casa, la cui produzione è abbastanza alla portata di radioamatori di media abilità. Nella maggior parte dei casi, il caricabatterie è una sorgente di corrente costante o pulsante, costituita da un trasformatore di rete, un raddrizzatore e un elemento reattore che limita la corrente di carica della batteria. Sull'elemento di zavorra (il più delle volte il suo ruolo è svolto da un reostato, una lampada a incandescenza o un potente transistor), viene persa una potenza significativa, rilasciata sotto forma di calore. Durante il processo di ricarica, è necessario monitorare e regolare costantemente la corrente di carica, che cambia a causa di variazioni della tensione della batteria, instabilità della tensione di rete e altri motivi, il che è estremamente scomodo. Nelle pagine della letteratura radioamatoriale sono descritti molti design diversi di caricabatterie. Tuttavia, vorrei portare all'attenzione dei lettori un'altra versione di un caricatore automatico che è esente dagli svantaggi di cui sopra e consente di caricare batterie al piombo con una capacità da 10 a 160 Ah. Fornisce una corrente pulsante stabile pari a (valore medio in ampere) 5 ... 10% del valore di capacità della batteria (in ampere ora). La ricarica dura 10 ... 12 ore fino a quando la tensione della batteria raggiunge 14,6 ... 14,9 V con una densità dell'elettrolita di 1,27 ... 1,29 g / cm3. Il caricabatterie è costituito da un trasformatore di rete T2 (vedi diagramma schematico), un potente raddrizzatore basato su diodi VD8, VD9 e trinistor VS1, VS2, una sorgente a bassa potenza realizzata sugli elementi VD6, VD7, R17, VD5, VD4, C4, C5 e alimentando il gruppo elettronico. L'unità elettronica, a sua volta, comprende un dispositivo di controllo trinistor montato su un transistor unigiunzione VT2 e un trasformatore di impulsi T1, uno stabilizzatore di corrente di carica sull'amplificatore operazionale DA2, un sistema di controllo automatico della tensione della batteria sul comparatore DA1 e un dispositivo di protezione contro errori collegamento del carico in polarità inversa, effettuato sul relè K1.
Grazie all'utilizzo di dispositivi di automazione che stabilizzano la corrente di carica e controllano il grado di carica della batteria in base alla tensione su di essa, viene completamente eliminata la necessità di un monitoraggio costante del processo di carica. Dal resistore di misurazione della corrente R18, una tensione proporzionale alla corrente di carica viene fornita all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA2 attraverso il resistore R14. Dal partitore R12R13 viene applicata allo stesso ingresso la tensione necessaria per impostare la polarizzazione iniziale e compensare la diffusione tecnologica dei parametri dell'amplificatore operazionale, necessaria per la sua alimentazione unipolare. Ciò consente di utilizzare quasi tutti i sistemi operativi nel nodo. La resistenza R9 imposta il valore richiesto della corrente di carica. Grazie al condensatore C3, l'amplificatore operazionale DA2, oltre a confrontare i segnali di ingresso, svolge anche la funzione di integrare la loro differenza con una grande costante di tempo. Il fatto è che la tensione che cade attraverso il resistore R18 non è costante, ma pulsante. Con un aumento per qualsiasi motivo, la corrente di carica aumenta la tensione ai capi del resistore R18, e quindi all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA2. La tensione alla sua uscita diminuisce, la carica del condensatore C3 rallenta e l'apertura dei trinistori del raddrizzatore viene ritardata. Di conseguenza, la corrente di carica ritorna al suo valore originale. La tensione ai capi della batteria in carica è monitorata da un sistema di controllo automatico montato sul comparatore DA1. La tensione viene fornita al suo ingresso invertente dal partitore R2R3. Non appena supera il livello di soglia impostato dal divisore R1R4R5, in uscita apparirà un livello alto con un emettitore aperto (pin 2) del comparatore. Il transistor VT1 si apre e fa shunt il condensatore C6. Per questo motivo il flusso degli impulsi di comando ai trinistor VS1, VS2 si interromperà, ed essi si chiuderanno, ed il led "verde" HL1 che si accenderà segnalerà la fine della carica. Se dopo qualche tempo la tensione sulla batteria scende a 11 ... 11,5 V, il comparatore torna allo stato originale, il transistor VT1 si chiude e il processo di ricarica ricomincia. La tensione di soglia corrispondente alla fine della carica è impostata dal resistore R1. Il circuito C1R7VD2 consente di misurare con maggiore precisione la tensione ai terminali della batteria, poiché elimina l'influenza della tensione di uscita del caricabatterie. Se la batteria viene collegata per errore al caricabatterie in polarità inversa, il diodo VD11 si aprirà, il relè K1 funzionerà e bypasserà il condensatore C1.1 con i suoi contatti K6. Pertanto, gli SCR non si apriranno quando il dispositivo è acceso. L'errore sarà indicato dall'accensione del LED HL2. Va notato che tale protezione è efficace solo quando la batteria è collegata al caricabatterie spento - questo dovrebbe essere ricordato quando lo si utilizza. Se si utilizza un relè automobilistico K1 più potente, è necessario includere i suoi contatti di interruzione nell'interruzione del circuito negativo nel punto B (vedere lo schema): la protezione sarà più affidabile. Il fusibile FU2 viene utilizzato per aprire il circuito di ricarica in caso di emergenza. Poiché il caricabatterie è, infatti, una fonte di corrente stabile, resiste a chiusure di uscita a breve termine, ma una lunga permanenza in questa modalità è inaccettabile a causa del surriscaldamento degli elementi da parte di una grande corrente di impulso. Strutturalmente il caricabatterie è realizzato in un involucro metallico di adeguate dimensioni (che deve essere messo a terra durante il funzionamento del dispositivo), anche se può essere montato direttamente nel quadro elettrico di un garage o officina. Gli elementi raddrizzatori VS1 e VD8, VS2 e VD9 sono installati a coppie su due dissipatori di calore. Il resistore R18 è realizzato in filo con un diametro di 0,5 ... 0,8 mm ad alta resistività (costantana, manganina, nicromo). La sostituzione dei trinistor KU202E e dei diodi D231 rispettivamente con T122-16 e D112-16 aumenterà la corrente di carica massima consentita e l'affidabilità del dispositivo. Allo stesso tempo, anche il trasformatore di rete T2 deve essere selezionato più potente. Invece di K553UD1, quasi tutti gli amplificatori operazionali per uso generico sono adatti, ad esempio, dalla serie K140 o 153. Un amplificatore operazionale può essere utilizzato anche come comparatore DA1. Staffetta K1 - RES10, passaporto RS4.529.031-08. Amperometro RA1 - qualsiasi magnetoelettrico con una corrente di deflessione totale di 10 A. Trasformatore T1 - seriale TI-4 o fatto in casa, avvolto su un anello di dimensioni K20x12x6 di ferrite M3000NM. L'avvolgimento primario contiene 60 e il secondario - 40 giri di filo PELSHO con un diametro di 0,1 mm. Gli avvolgimenti devono essere isolati in modo sicuro l'uno dall'altro e dal circuito magnetico con un panno verniciato. Trasformatore di rete T2 - industriale o fatto in casa con una potenza di almeno 180 W con una tensione sull'avvolgimento secondario di 18 ... 20 Veff a una corrente di almeno 10 A. Nel caso di fabbricazione indipendente del trasformatore, è più facile convertirlo da una rete TC-180 o TC-200 da una lampada TV . Tutti gli avvolgimenti secondari dovrebbero essere rimossi da esso e dovrebbe essere avvolto un nuovo avvolgimento - 65 giri di filo PEV-2 1,5. I cavi dal caricabatterie alla batteria devono essere a doppio isolamento, con una sezione di almeno 2,5 mm2, e terminare con morsetti che garantiscano un contatto affidabile con i terminali della batteria. Se, durante la ripetizione del caricabatterie, si sono verificate difficoltà con l'acquisizione di un transistor unigiunzione KT117A o dubbi sulle sue prestazioni, il modo più semplice per risolvere il problema è sostituire questo dispositivo con un analogo assemblato da due transistor bipolari (vedere l'articolo di B. Erofeev "Economico toccare l'interruttore della luce" in "Radio", 2001, n. 10, pp. 29, 30). Il dispositivo non è critico per la diffusione dei parametri degli elementi, ma richiede una regolazione. Ciò richiederà una batteria carica funzionante, equivalenti di carico: due resistori a filo con una resistenza di 1 e 3 ohm con una potenza di dissipazione di almeno 100 W (pezzi di una spirale di nicromo, resistori a filo, ecc.), nonché un acido idrometro per misurare la densità dell'elettrolita. Innanzitutto, stabiliscono un sistema per stabilizzare la corrente di carica. Un carico con una resistenza di 3 ohm è collegato all'uscita del dispositivo. Il diodo VD3 è disconnesso dal circuito del collettore del transistor VT1 e il dispositivo è alimentato. Il resistore R12 nella posizione superiore del motore del resistore R9 secondo lo schema raggiunge una corrente nel carico pari a 1 A. Successivamente, un carico con una resistenza di 1 ohm è collegato all'uscita del dispositivo e, selezionando i resistori R10, R11 e R13 (con attenzione per non sovraccaricare il caricabatterie!), Ottengono una variazione di corrente attraverso il carico entro 1 ... 10 A quando il motore del resistore R9 ruota. Quindi hanno installato un sistema di controllo automatico della tensione sulla batteria. Saldare in posizione l'uscita del diodo VD3. Collegare una batteria all'uscita del dispositivo e accendere l'alimentazione. Quando la densità dell'elettrolita raggiunge 1,27 ... 1,29 g / cm3, il cursore del resistore R1 viene ruotato lentamente fino a quando il LED HL1 si accende e la corrente di carica viene disattivata. Regolando la resistenza R5, la corrente di carica viene riaccesa quando la tensione ai terminali della batteria scende a 11 ... 11,5 V (la batteria deve essere scaricata per questo). Se si crea una scala per il resistore variabile R9 e lo si calibra durante la regolazione, è possibile abbandonare l'amperometro RA1. In conclusione, consiglio: in nessun caso le batterie al piombo acido devono essere caricate in un appartamento cittadino a causa del rilascio di gas tossici aggressivi durante il processo di ricarica e dell'impossibilità di mettere a terra il dispositivo. Autore: V.Sorokoumov, Sergiev Posad
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