Diagnostica pulsazioni delle batterie. Schema, descrizione

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Diagnostica a impulsi delle batterie. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Durante la conservazione a lungo termine e l'uso improprio, sulle piastre della batteria compaiono grandi cristalli insolubili di solfato di piombo. La maggior parte dei caricabatterie moderni sono realizzati secondo un circuito semplice, che comprende un trasformatore e un raddrizzatore. Il loro utilizzo è progettato per rimuovere la solfitazione di lavoro dalla superficie delle piastre della batteria, ma non sono in grado di rimuovere la vecchia solfitazione cristallina grossolana.

I cristalli di solfato di piombo hanno un'elevata resistenza, che impedisce il passaggio della corrente di carica e scarica. Durante la ricarica la tensione sulla batteria aumenta, la corrente di carica diminuisce e l'abbondante rilascio di una miscela di ossigeno e idrogeno può provocare un'esplosione. I caricatori a impulsi sviluppati [1-3] sono in grado di convertire il solfato di piombo in piombo amorfo durante la carica, seguita dalla sua deposizione sulla superficie delle piastre prive di cristallizzazione.

Prima di caricare e ripristinare la batteria, è necessario diagnosticarne le condizioni tecniche, innanzitutto determinare la resistenza interna (grado di solfitazione). Il dispositivo diagnostico più semplice è una presa di carico, composta da un resistore di scarica a bassa resistenza e un voltmetro. La corrente di scarica, passando attraverso il resistore, riduce la tensione sulla batteria. In base alla tensione a circuito aperto E e alla tensione di carico U. Conoscendo la corrente di scarica Ið, viene determinata la resistenza interna della batteria RBH:

Rvn=(UE)/Ir

La difficoltà di diagnosticare una batteria è che sono necessari strumenti aggiuntivi e calcoli aritmetici. I dispositivi diagnostici di marca con determinazione automatica dei parametri della batteria (tensione sotto carico, resistenza interna, capacità) hanno grandi dimensioni grazie all'utilizzo di una potente resistenza di scarica e di un circuito relè per il collegamento del carico.

Il dispositivo elettronico proposto consente la lettura diretta della resistenza interna della batteria con determinazione del grado di solfatazione delle piastre.

La diagnostica di una batteria che utilizza una corrente di scarica pulsata consente di ridurre le dimensioni del dispositivo (quasi di un ordine di grandezza), alleviare le condizioni termiche dei circuiti di scarica e accelerare la diagnostica da minuti a secondi. La forma rettangolare della corrente di scarica è la forma più vicina alla corrente di avviamento dei dispositivi di avviamento dell'auto.

Il dispositivo non dispone di alimentazione di rete, il che permette di misurare il grado di solfatazione della batteria direttamente sull'auto. Il circuito elettronico del dispositivo (Fig. 1) comprende:

generatore di impulsi rettangolare sul timer analogico DA1;
transistor a chiave VT2;
amplificatore di impulsi di solfitazione VU1.

(clicca per ingrandire)

Specifiche del dispositivo

Voltaggio della batteria...12 V
Capacità, Ah......12-120
Tempo di misurazione, s......5
Corrente di misurazione dell'impulso, A ...... 10
Grado di solfatazione diagnosticato, %......30...100
Peso del dispositivo, g......240
Temperatura dell'aria di esercizio......±27°C

La modalità operativa del generatore è stabilizzata dal feedback negativo dal carico dell'amplificatore chiave all'ingresso 5 del timer e da un circuito di compensazione per le variazioni della temperatura esterna con il sensore R1. L'alimentazione del dispositivo è stabilizzata da uno stabilizzatore elettronico DA2.

Il generatore di impulsi rettangolari del timer DA1 consente, con un numero minimo di componenti radio aggiuntivi, di generare impulsi rettangolari con una frequenza e un ciclo di lavoro che variano in un ampio intervallo. Il microcircuito comprende due comparatori, i cui ingressi sono collegati ai pin 6 e 2 di DA1. con livelli di commutazione rispettivamente di 2/3 Up e 1/3 Up. Il trigger del timer interno consente di modificare lo stato dell'uscita (pin 3) DA1 in base al livello di tensione sul condensatore di carica C1.

Quando viene applicata l'alimentazione, il condensatore C1 viene caricato al livello di 2/3 Up per un periodo a seconda dei valori nominali di R1 e C1. Quando viene raggiunta questa tensione, il trigger interno commuta, sull'uscita 3 appare un livello basso e il transistor di scarica interno collegato al pin 7 di DA1 si accende. Il condensatore C1 viene scaricato attraverso i resistori R2 e R3, quando viene raggiunto il livello di 1/3 Up, il trigger commuta di nuovo, appare un livello alto sull'uscita 3, il transistor interno si chiude e inizia la ricarica C1, ad es. il ciclo si ripete. Il resistore R2 imposta il tempo di scarica del condensatore C1. All'aumentare della resistenza R2 aumenta il tempo di scarica e diminuisce la potenza sul carico R9. Il termistore R1 è installato nel circuito di carica del condensatore C1. che, ad una temperatura più bassa, aumenta il tempo di carica di C1 e la durata dell'impulso di corrente nel circuito di scarica della batteria. La frequenza del generatore diminuisce, il che porta ad un aumento della tensione sul microamperometro PA1.

Dall'uscita 3 DA1, gli impulsi rettangolari attraverso il resistore limitatore R6 vengono forniti alla base dell'amplificatore di potenza sul transistor VT2. Il transistor VT2, aperto dall'impulso successivo, scarica brevemente la batteria GB1 sul resistore R9.

L'ingresso 5 DA1 viene utilizzato per stabilizzare la corrente di scarica del carico. Quando la tensione sul carico R9 aumenta, viene fornita alla base del transistor VT8 attraverso il resistore di impostazione R7 e il resistore di limitazione R1. Ridurre la tensione sull'ingresso 5 DA1 con il transistor VT1 aperto consente di aumentare automaticamente la frequenza degli impulsi di uscita del timer, il che porta ad una diminuzione della tensione attraverso il carico. In questo modo la corrente viene stabilizzata. Il condensatore C3 elimina il rumore impulsivo basato su VT1, il resistore R4 limita la corrente del circuito sull'ingresso 5 di DA1 quando VT1 è aperto.

La tensione impulsiva dalla batteria GB1 attraverso il resistore R10 e il condensatore di separazione C4 viene fornita all'ingresso dell'amplificatore utilizzando un fotoaccoppiatore (fotoaccoppiatore) VU1. Il resistore R11 imposta la modalità di amplificazione CC del fotoaccoppiatore. Il carico dell'amplificatore ottico è il resistore R13, il segnale dal quale, attraverso il condensatore di isolamento C5, viene inviato al raddrizzatore con raddoppio della tensione sui diodi VD2, VD3. Dopo il raddrizzamento, influisce sulle letture del microamperometro PA1. Il resistore R14 imposta le letture massime del dispositivo PA1.

Durante la solfitazione operativa, la resistenza interna della batteria non supera il valore nominale e la tensione dell'impulso ai terminali della batteria ha un'ampiezza insignificante. Durante la solfitazione cristallina grossolana, quando la resistenza interna della batteria supera la resistenza di lavoro di decine di volte. gli impulsi di corrente di scarica creano impulsi di tensione ai terminali della batteria, la cui ampiezza dipende linearmente dal grado di solfatazione. All'aumentare dell'ampiezza dell'impulso, aumenta la deviazione dell'ago del microamperometro, indicando un aumento della solfatazione, una diminuzione della capacità della batteria e della sua corrente di avviamento. Le letture del microamperometro corrispondono alla solfitazione massima in percentuale.

Gli elementi principali del dispositivo sono posizionati su un circuito stampato monofaccia di 102x31 mm. il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Il dispositivo è realizzato nell'alloggiamento BP-1. Il regolatore R8 (tipo Ab) e il microamperometro PA1 sono installati sul pannello frontale del dispositivo.

Diagnostica pulsazioni delle batterie

In base al valore di tensione sotto carico, il resistore R14 imposta il corrispondente valore di solfitazione in percentuale sulla scala del dispositivo PA1 con gli slider dei resistori R2, R8 e R11 in posizione centrale. Le letture dello strumento vengono regolate dal resistore R11 secondo i dati riportati nella tabella.

Tensione batteria sotto carico, V	Altro 11,8	Meno di 11,6	Meno di 10,8	Meno di 10,2
Solfitazione, %	Lavoro	40%	60%	100%

La posizione centrale del cursore della resistenza R8 (tipo di batteria) corrisponde approssimativamente ad una capacità della batteria di 60 Ah. inferiore - 120 Ah, superiore - 12 Ah. Una possibile discrepanza tra il tipo di batteria e la posizione del motore R8 dovuta alla dispersione degli elementi del circuito viene corretta dal resistore R2 (regola la durata della pausa tra gli impulsi), che corregge il valore della corrente di scarica dell'impulso della batteria .

Le letture della solfatazione della batteria vengono effettuate dopo una connessione a breve termine del connettore XT e del bus negativo alla batteria utilizzando il dispositivo PA1. Preliminarmente, il resistore R8 è impostato sulla posizione corrispondente al tipo di batteria da testare. Il bagliore pulsante del LED di controllo HL1 indica la corretta polarità del collegamento della batteria durante il test e il corretto funzionamento del generatore di impulsi quadrati su DA1.

Letteratura

V. Konovalov. Misuratore RBH AB. - Radiomir, 2004. N. 8, p.14.
V. Konovalov, A. Razgildeev. Ripristino della batteria. - Radiomir, 2005. N. 3, P.7.
V.Konovalov. Dispositivo caricabatterie e recupero per batterie Ni-Cd. - Radio. 2006. N. 3. P.53.
Tester per batterie automobilistiche. - Radio. 2007, n. 6, pag.49.
IP Shelestov. Schemi utili per i radioamatori. Libro 5. - 2003.
V.V. Mukoseev, I.N. Sidorov. Marcatura e designazione dei radioelementi - 2001.

Autore: V.Konovalov, Irkutsk

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