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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un dispositivo per la ricarica di batterie per auto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche In reti elettriche a potenza relativamente bassa, il funzionamento simultaneo di molti utensili elettrici e saldatrici provoca tali picchi e cali di tensione di rete che tutti i caricabatterie che ho assemblato in precedenza si sono semplicemente rifiutati di funzionare o hanno richiesto un monitoraggio continuo. In un dispositivo con regolazione manuale della corrente di carica, con una forte diminuzione della tensione di rete - fino a 170 V - era necessario impostare il regolatore di corrente al massimo. Se non ha tenuto traccia della tensione di rete, la corrente di carica ha superato il valore limite e, nel migliore dei casi, il fusibile è saltato, nel peggiore dei casi il trasformatore. I regolatori stabilizzati non sono stati in grado di tracciare una gamma così ampia di variazioni della tensione di rete e, con bruschi salti e cali, hanno portato alle conseguenze sopra descritte. Ho dovuto affrontare questo problema in modo più approfondito e, come ha dimostrato la pratica, non invano. Diversi anni di funzionamento del nuovo caricabatterie hanno confermato che solo una completa assenza di tensione di rete può impedire la ricarica della batteria. L'uso di un controller a integrazione proporzionale (PI) nel nuovo dispositivo ha consentito di mantenere con maggiore precisione la corrente di carica specificata sotto l'azione di eventuali fattori destabilizzanti. Il controller PI è un sistema in cui una speciale risposta in frequenza del filtro si forma nel circuito di retroazione per garantire la stabilità della regolazione. Con una partenza lenta del parametro controllato dal valore impostato, il filtro si comporta come un integratore e con una partenza veloce come un collegamento non inerziale. La transizione da una modalità all'altra è determinata dal valore della frequenza di taglio, alla quale lo sfasamento nell'anello di controllo non supera il valore consentito e la stabilità del sistema è assicurata. Il diagramma schematico del caricatore è mostrato in fig. uno.
La sorgente della corrente di carica sono due avvolgimenti secondari IV e V del trasformatore di rete T1, che formano rispettivamente con i diodi VD1, VD2 e VD3, VD4 due raddrizzatori a onda intera collegati in parallelo. La corrente può essere modificata agevolmente da un resistore variabile R14 nell'intervallo da 1 a 10 A con stabilizzazione del valore impostato. Questo nodo è realizzato secondo il tradizionale schema a controllo di fase, con l'unica differenza che non viene utilizzato un tiristore, ma un potente transistor ad effetto di campo VT1 come elemento di regolazione. Questa decisione ha portato alla facilità di controllo e alla praticità del design. Il metodo di controllo di fase prevede l'uso di una tensione a dente di sega per generare impulsi di controllo per l'elemento di regolazione. Per sincronizzare questa tensione con gli istanti in cui la tensione di rete passa per lo zero, si utilizza un nodo, montato sugli elementi VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 e sul comparatore DA4, alimentato dal trasformatore collegato in serie secondo la semiavvolgimenti II I I-2. Quando la tensione sull'avvolgimento II è zero, il diodo VD7 viene chiuso dalla tensione inversa che passa attraverso i resistori R9, R10 dalle uscite dell'alimentazione ausiliaria dei microcircuiti e il comparatore passa a uno stato in cui l'uscita a collettore aperto (pin 9) è a bassa tensione. Attraverso questa uscita e il resistore limitatore di corrente R13, viene scaricato il condensatore C8, che viene costantemente caricato attraverso il resistore R8 dalla stessa sorgente ausiliaria. Pertanto, sul condensatore C8 si forma una tensione a dente di sega con riferimento alla fase zero della tensione nella rete. Il comparatore DA5 controlla il transistor di regolazione VT1 in funzione della tensione a dente di sega applicata all'ingresso invertente e della tensione di uscita del filtro PI all'ingresso non invertente. Dopo che la tensione a dente di sega raggiunge il livello presente all'ingresso non invertente, all'uscita del collettore aperto si stabilirà una tensione prossima allo zero che chiuderà il transistor VT1. Due resistori R3 e R5 collegati in parallelo e che svolgono la funzione di un elemento di misurazione della corrente sono inclusi nel circuito positivo della batteria ricaricabile. Gli impulsi di corrente di carica prelevati da questi resistori vengono inviati all'ingresso del filtro passa-basso Bessel attivo assemblato sull'amplificatore operazionale DA3. La scelta del tipo di filtro è dovuta all'uniformità della sua risposta in frequenza, nonché all'elevata linearità della risposta di fase e al breve tempo di assestamento. La frequenza di taglio del filtro passa-basso è di circa 8 Hz. È determinato dagli elementi R4, R6, C3, C4. Il filtro sopprime efficacemente l'armonica fondamentale della corrente di carica a 100 Hz, tuttavia la sua inerzia non dovrebbe essere eccessivamente grande. Un microamperometro RA1 con resistori aggiuntivi R12, R16 è collegato all'uscita del filtro passa-basso, le cui letture sono direttamente proporzionali al valore medio della corrente di carica. Calibrare il microamperometro in ampere della corrente di carica con un resistore di regolazione R16. Dall'uscita del filtro passa-basso, la tensione viene fornita anche al sommatore formato dai resistori R11, R14, R15. Il resistore variabile R14 regola la corrente di carica. La differenza dei segnali forniti al punto di connessione dei resistori R11 e R15 viene inviata all'ingresso del filtro PI. Il filtro PI è assemblato sull'amplificatore operazionale DA6 e sugli elementi R17, R19. C10. In base all'inerzia del filtro passa-basso, la frequenza di taglio del regolatore è stata scelta intorno agli 8 Hz. Al diminuire della frequenza, il guadagno del filtro aumenta e, vicino alla frequenza zero, aumenta teoricamente all'infinito. In questo modo si ottiene una discrepanza minima tra i valori impostati e quelli effettivi della corrente di carica. A una frequenza di 8 Hz o più, il coefficiente di trasmissione è determinato solo dai valori dei resistori R17, R19. È pari a circa 27 dB. Pertanto, il segnale di mismatch, agendo sul transistor di controllo VT1 attraverso il comparatore DA5, annulla la differenza nei valori di tensione dei suddetti segnali nel punto di giunzione dei resistori R11 e R15. Per alimentare comparatori, amplificatori operazionali e altri componenti del dispositivo, è prevista una sorgente bipolare ausiliaria, formata da semiavvolgimenti III.1, III.2 del trasformatore T1, raddrizzatore VD5, stabilizzatori di tensione DAI, DA2 e condensatori di ossido di livellamento C1, DO2, DO5 DO6. Il LED HL1 indica che il dispositivo è connesso alla rete. Una ventola con un motore elettrico M1 viene utilizzata per il raffreddamento forzato di un blocco di potenti diodi VD1-VD4 e un transistor VT1. La maggior parte delle parti del dispositivo sono posizionate su una scheda tecnologica universale, l'installazione è realizzata con pezzi di filo isolato. Resistori R3 ... R5 - filo C5-16V. Le restanti costanti sono OMLT, MLT o MT. R14 variabile - filo con una caratteristica lineare. Accordatura PPB-1 R16 - SPZ-39A. I condensatori di ossido sono utilizzati al meglio progettati per il funzionamento a temperature elevate. Il resto dei condensatori - qualsiasi. Trasformatore T1 - TS-180 da un vecchio televisore a tubo. Il circuito magnetico deve essere smontato, tutti gli avvolgimenti, ad eccezione del primario I, devono essere avvolti dalle bobine, conservando le guarnizioni dell'interstrato di carta e avvolgendone di nuove. Innanzitutto, gli avvolgimenti II.1 sono disposti su una bobina e II.2 sull'altra, 37 giri di filo ciascuno. PEV-2 0,18. e poi anche III.1 e III.2, 55 giri di filo ciascuno. PEV-2 0.38. Gli avvolgimenti IV e V sono avvolti per ultimi, 150 giri di filo ciascuno. PEV-2 0,86 con un tocco dal centro. Sono necessarie guarnizioni di avvolgimento e interstrato. I semi-avvolgimenti situati su bobine diverse e avvolti nella stessa direzione devono essere collegati in direzioni opposte (cioè da un'estremità all'altra), come indicato nello schema. I diodi VD1-VD4 e il transistor VT1 sono installati senza guarnizioni isolanti su un comune dissipatore di calore dal gruppo processore del computer con la ventola DL-43. Anche un dissipatore di calore a forma di piastra con una superficie di circa 5 cm2 dovrebbe essere dotato di uno stabilizzatore DA1. Microamperometro RA1 - M4206 con una corrente di deflessione completa della freccia 100 μA. Interruttore a levetta di rete SA1 - MT-1. Le clip per i cavi della batteria ricaricabile sono del tipo a molla grande, tipo "coccodrillo", si possono acquistare presso un negozio di ricambi per radio o ricambi auto. La vista del caricatore con il coperchio rimosso è mostrata in fig. 2.
Per un primo controllo delle prestazioni del caricabatterie, alla sua uscita viene collegato un carico attivo con una potenza di 100 W (una lampada per fari di automobili con filamenti collegati in parallelo). Prima di ciò, il regolatore di corrente di carica R14 è impostato sulla posizione di massima resistenza, che corrisponderà alla corrente minima. Il carico è stato collegato in serie con un amperometro di controllo all'uscita del caricatore. Sono convinti che il regolatore R14 consenta di modificare la corrente di carica entro i limiti stabiliti, che, se necessario, possono essere regolati selezionando il resistore R15. Quindi, una batteria viene collegata all'uscita del dispositivo in serie con un amperometro di controllo. Una corrente di carica di 10 A è impostata sull'amperometro di controllo e, spostando il cursore del resistore R1, posizionare la freccia del microamperometro RA1 sulla divisione finale. Autore: Dymov A.
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Commenti sull'articolo: ospite La sezione o il diametro del filo indicato nell'articolo non corrisponde alla corrente dichiarata di dieci ampere.
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