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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricatore a doppia modalità. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche È noto che il lavoro preventivo sulle batterie richiede molto tempo agli appassionati di auto e richiede un'attenzione costante durante la ricarica, soprattutto nella fase finale. Il dispositivo proposto dall'autore aiuterà i proprietari di auto a risolvere una serie di problemi che si presentano. L'esecuzione di un ciclo di controllo e addestramento prevede il processo di scarica della batteria e successiva ricarica alla tensione nominale. Recentemente è diventata popolare la ricarica con corrente alternata, in cui la componente di carica in energia supera significativamente la componente di scarica. Ciò consente di combattere efficacemente la solfatazione delle piastre della batteria e di ridurre il tempo impiegato per un ciclo completo di controllo e addestramento. Per migliorare la comodità operativa, è auspicabile disporre di un'unità nel caricabatterie che consenta di interrompere la ricarica della batteria quando raggiunge la tensione finale, evitando così il pericolo di sovraccarico della batteria. I caricabatterie descritti in [1,2] hanno indubbiamente una serie di proprietà positive e forniscono un'elevata corrente di carica. L'unico neo, a mio avviso, è l'ingombrante trasformatore di alimentazione, necessario per fornire elevata potenza al carico. Tuttavia, come dimostra la pratica, per la manutenzione preventiva di batterie con una capacità fino a 55 Ah, è sufficiente disporre di un caricabatterie che fornisca una corrente di uscita fino a 4 A. Una corrente di carica leggermente inferiore rispetto a quella nominale La corrente di carica di dieci ore può essere facilmente compensata aumentando il tempo di ricarica. Questa modalità è ancora più preferibile quando si eseguono lavori preventivi. Il caricabatterie dual-mode proposto (vedi diagramma) soddisfa ampiamente i requisiti di cui sopra. Si differenzia da quelli descritti in precedenza in "Radio" per la presenza di un solo avvolgimento secondario nel trasformatore di rete, che ne semplifica la fabbricazione. L'utilizzo di un trasformatore di taglia standard più piccola ha permesso di ridurre il peso e le dimensioni della struttura.
Principali caratteristiche tecniche del dispositivo
Per semplificare l'alimentazione del caricabatterie, utilizza un raddrizzatore a semionda, la cui funzione è svolta dal diodo VD1. Il LED HL1 funge da indicatore che il dispositivo è connesso alla rete. Un generatore è assemblato su un transistor unigiunzione VT1, generando impulsi dall'unità di commutazione a tiristori VS1. Lo spostamento dell'impulso di controllo rispetto all'inizio del semiciclo operativo della tensione di rete è impostato dai resistori R3 - R5, modificando il tempo di carica del condensatore C1 alla tensione di apertura della giunzione dell'emettitore del transistor VT1. Il resistore R4 regola la corrente di carica e il resistore R3 imposta il limite superiore di regolazione durante il processo di configurazione. Quanto più bassa è la resistenza del resistore R4, tanto più velocemente il condensatore C1 viene caricato alla tensione di soglia e quanto prima si apre il tiristore VS1, tanto maggiore è la corrente di carica della batteria collegata ai terminali X1 e X2. Alla tensione di soglia sul condensatore C1, la giunzione pn della base dell'emettitore 1 del transistor VT1 si apre e il condensatore si scarica attraverso di essa. Si verifica una forte diminuzione della resistenza tra i terminali di base del transistor e si forma un impulso sull'avvolgimento primario del trasformatore T2, attivando l'unità di commutazione per il tiristore VS1. Lo stato aperto dell'SCR viene mantenuto grazie alla corrente di mantenimento fino alla fine del semiciclo operativo. Nel successivo semiciclo di lavoro il processo si ripete. Una caratteristica della centralina è che viene alimentata da una batteria collegata ai terminali di uscita del caricabatterie. Se la batteria non è collegata, il tiristore è chiuso e non consente agli impulsi generati di controllare i transistor VT3, VT4, per cui il caricabatterie è protetto da un cortocircuito in uscita in assenza di carico. Se la polarità del collegamento della batteria non è corretta, l'unità di controllo è protetta dalla tensione inversa dal diodo VD11 e un tiristore chiuso non consente la formazione di corrente di cortocircuito nel circuito. Con questa soluzione di progettazione circuitale, senza introdurre particolari misure aggiuntive, è stato possibile ottenere la protezione del dispositivo dai cortocircuiti e collegare la batteria da caricare con polarità inversa. Il generatore di cicli di carica-scarica della batteria con un rapporto temporale di 3:1 (45 s - carica, 15 s - scarica), realizzato sul timer integrato KR1006VI1 (DA1), è mutuato dal dispositivo descritto in [3]. Sono stati modificati solo i parametri dei circuiti di temporizzazione del conducente. Quando l'interruttore SA2 è impostato su "Imp." All'uscita del timer (pin 3), si formano livelli alternati di alta e bassa tensione, a partire dal ciclo di scarica. Un livello alto apre i transistor VT2 e VT6. All'apertura, il transistor VT2 blocca il funzionamento del driver e il transistor VT6 collega il resistore di scarica R24 alla batteria. La modalità di scarica è indicata dal LED HL3. Quando all'uscita del timer appare un basso livello di tensione, i transistor VT2 e VT6 si chiudono e inizia il ciclo di ricarica della batteria. Per caricare continuamente la batteria, l'interruttore SA2 è impostato sulla posizione “Continuo”. Il modellatore è spento. La modalità di ricarica continua è indicata dal LED HL2. Il dispositivo per lo spegnimento automatico della corrente di carica è assemblato su un amplificatore operazionale (amplificatore operazionale) DA2, acceso da un comparatore. La tensione di riferimento al suo ingresso invertente è formata dal diodo zener VD9 e parte della tensione di uscita prelevata dal resistore R27 viene fornita all'ingresso non invertente. Quando la tensione terminale della batteria raggiunge una tensione finale di 14,4 V, all'uscita del microcircuito DA2 viene impostato un livello di tensione elevato, che apre i transistor VT2 e VT5, bloccando così il funzionamento del timer DA1 e il tiristore VS1 girano -sul generatore di impulsi. Inoltre, viene fornito un livello elevato all'ingresso non invertente tramite il diodo VD10, mantenendo così un livello elevato all'uscita dell'amplificatore operazionale. Questo stato dell'amplificatore operazionale è indicato dal LED HL4. La corrente di carica della batteria viene monitorata durante la ricarica mediante l'amperometro PA1. Il caricatore descritto è realizzato in una custodia metallica forata con dimensioni di 150x150x80 mm. Il trasformatore è realizzato su un nucleo magnetico in acciaio ШЛ20х32. L'avvolgimento I contiene 1070 spire di filo PETV-2 0,4 e l'avvolgimento II contiene 126 spire di filo con un diametro di 1,18 mm. Naturalmente è possibile utilizzare un trasformatore di dimensioni standard maggiori, aumentando così le dimensioni dell'alloggiamento. Per il trasformatore T2 è stato utilizzato un nucleo magnetico di dimensioni standard K10x6x4,5 realizzato in ferrite M2000NM. Ciascuno degli avvolgimenti del trasformatore contiene 45 spire di filo PETV-2 da 0,25. Sono avvolti contemporaneamente con due fili. Il diodo VD1 e il tiristore VS1 sono installati (tramite distanziatori in mica) su un comune dissipatore di calore: una piastra di 60x60 mm in alluminio con uno spessore di 3...4 mm. La funzione di dissipatore di calore del transistor VT6 può essere eseguita dalla base metallica dell'alloggiamento. Non è stato sviluppato un circuito stampato per il montaggio di altri elementi del caricabatterie. È stato sostituito da un pannello prototipo di dimensioni 75X70 mm con installazione verticale di elementi radio. I parametri principali dei resistori e dei condensatori utilizzati nel caricabatterie sono mostrati nel diagramma. Possiamo sostituire il diodo KD206 con uno qualsiasi dello stesso tipo o della serie KD202. Al posto dell'amplificatore operazionale KR140UD708 è adatto il K140UD7. Diodi VD3 - VD7 e VD10 - tutti quelli a bassa potenza. I transistor KT503B sono sostituibili con KT3117B, KT502B con KT209B o KT501B e KT827B con qualsiasi serie KT827, KT829, KT972. Il dispositivo è configurato con una batteria completamente carica con una tensione collegata ai terminali di uscita di 12 V. Il cursore del resistore R27 è impostato nella posizione estrema destra secondo lo schema e il cursore del resistore R3 è impostato nella posizione centrale. L'interruttore SA2 è impostato sulla posizione "Contiguo". Quindi, dopo aver collegato il caricabatterie alla rete, il cursore del resistore variabile R4 viene spostato nella posizione inferiore (secondo lo schema) e la corrente di carica viene impostata con il resistore R3 pari a 4 A. Se questi resistori non riescono a raggiungere il valore desiderato di la corrente di carica, la resistenza R5 deve essere sostituita con un'altra resistenza leggermente più piccola. Successivamente, l'interruttore SA2 viene commutato sulla modalità "Imp". e, utilizzando un voltmetro o un oscilloscopio, verificare la durata dei cicli di carica-scarica. Va tenuto presente che all'accensione inizia prima il ciclo di scarica e la sua durata è leggermente più lunga rispetto allo stato stazionario. Ciò è spiegato dal fatto che al momento dell'accensione, il condensatore C3 è completamente scarico. Per impostare un interruttore automatico, è necessaria una fonte CC regolata con una tensione di uscita di 15 V e un voltmetro CC di classe 1. La soglia operativa dell'amplificatore operazionale DA2 viene impostata scollegando il caricabatterie dalla rete e ruotando l'interruttore SA2 su la posizione "Continua". I terminali di uscita X1, X2 sono alimentati con una tensione di 14,4 V da una sorgente CC esterna e il suo valore viene monitorato con un voltmetro. Il cursore del resistore R27 viene spostato verso l'aumento della tensione sull'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale fino all'accensione del LED HL4 "Fine ricarica". A questo punto la realizzazione del dispositivo proposto può considerarsi completata. Letteratura
Autore: L.Lyaskovsky, Kiev
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