충전 미터. 계획, 설명

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자동차 배터리는 전류 안정 장치가 없는 장치를 사용하여 충전되는 경우가 많습니다. 이 기사에서 제안된 장치를 사용하면 배터리 충전이 완료되는 순간을 객관적으로 결정할 수 있습니다. 또한 충전 전류의 임의의 모양과 평균값을 사용하여 이를 수행합니다.

안정적인 전류로 배터리 충전이 종료되는 시점은 일반적으로 알려진 시간이 경과한 후에 결정됩니다(소위 정기 충전). 그러나 실제로는 다양한 불안정 요인의 작용으로 인해 충전 전류가 변합니다. 배터리는 내부 저항이 매우 작기 때문에 충전 전압이 조금만 변해도 전류가 크게 변할 수 있습니다.

반면, 충전기에 전류 안정기를 도입하면 장치 설계가 상당히 복잡해지고 효율성이 저하됩니다. 어떤 식으로든 산업용 자동차 충전기는 일반적으로 충전 전류의 안정화를 제공하지 않습니다.

배터리를 완전히 충전하려면 충전 시간과 평균 전류를 곱한 것과 같은 일정한 전하량(전기량)이 충전되어야 하는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 충전 완료 시점은 배터리에 보고되는 충전량의 값으로 판단할 수 있다. 이 경우 충전 과정 중 전류 변화는 충전에 영향을 미치지 않으며 충전 시간의 증가 또는 감소로만 이어질 뿐입니다.

전하 측정의 필요성은 다른 경우에도 발생합니다. 예를 들어, 배터리 충전 훈련을 수행할 때 최소 허용 전압까지 방전되었을 때 배터리에 부여될 용량을 항상 알아내는 것이 필요합니다. 다양한 전기화학 공정(전기 주조 등)을 수행할 때 용액을 통과하는 전기량을 측정하는 것도 유용합니다.

불안정한 전류 조건에서 측정 회로를 통과하는 전하를 측정하기 위해 아래에 설명된 장치가 개발되었습니다. 그 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.

(확대하려면 클릭하십시오)

장치의 기본은 DA1 마이크로 회로로 만들어진 전압-주파수 변환기입니다. 충전 전류에 비례하는 입력 전압은 전류 측정 저항기 R1, R2(토글 스위치 SA1에 의해 선택된 측정 한계에 따라 하나 또는 둘 다)에서 나옵니다. 변환 기능은 선형이므로 DA1 칩의 출력 주파수는 충전 전류에 정비례합니다. KR1008PP1 통합 컨버터의 작동은 문헌[1,2]에 자세히 설명되어 있습니다. 그러므로 여기서는 생략합니다.

변환기의 출력 펄스 전압은 주파수 분배기 DD1의 입력에 공급됩니다. 입력 펄스의 주파수를 32768·60 = 1 배 감소시킵니다. 변환 계수와 주파수 분할 계수는 변환기 입력의 전압이 966V일 때 카운터 출력의 펄스가 080시간(또는 1초) 간격으로 따르도록 선택됩니다. 즉, 카운터 출력의 0.1펄스는 측정 회로를 통과하는 360Ah의 전하에 해당합니다. SA0.1 토글 스위치 접점이 열려 있을 때, 닫혀 있을 때 1Ah입니다.

간단한 계산을 통해 필요한 변환 계수(1966080/360=5461Hz/V)를 결정할 수 있습니다. 이 주파수는 50Hz를 크게(100배 이상) 초과하기 때문입니다. 맥동(전파 정류 후) 전류에 의해 운반되는 전하를 측정할 때 변환 오류는 미미해야 하며 이는 실험적으로 확인되었습니다.

10 DD2 모듈로 3개의 카운터로 구성된 1자리 이진수 펄스 카운터입니다. 디지털 표시기 HG2이 있는 DD1. HG10. 암페어 시간 또는 그 2/XNUMX을 계산합니다. HGXNUMX 표시의 소수점은 "XNUMX Ah" 모드에서 켜지고, HGXNUMX 표시의 소수점은 부하 회로에 충전 전류가 흐를 때 깜박이며 전류가 높아질수록 더 자주 깜박입니다.

주어진 충전이 흐른 후 충전 전류원이 꺼지는 순간을 설정하기 위해 장치에는 4개의 십진수 카운터 디코더 DD5로 구성된 설정 블록이 제공됩니다. DD3. SA4, SA6.1 및 요소 DD6.2의 논리 노드를 전환합니다. DDXNUMX.

카운터 DD2~DD5의 상태는 입력 펄스의 감소에 따라 변경되며, 입력 R에 하이 레벨 전압을 인가하여 초기 상태로 재설정됩니다.

충전 측정 모드에서 스위치 SA3 및 SA4는 필요한 충전 값을 설정하고 토글 스위치 SA1은 미터 용량 "10 Ah"또는 "100 Ah"를 선택합니다 (미터의 최하위 숫자를 나누는 값은 0.1 또는 1 Ah입니다. 각기). 장치의 입력은 그림 2에 표시된 다이어그램에 따라 부하 회로의 개방 회로에 연결됩니다. 2a, 장치에 주전원 전압을 공급하고 SAXNUMX "시작" 토글 스위치의 접점을 닫습니다.

충전 미터

이 그림은 충전 배터리 GB1에 공급되는 전기량을 측정하기 위한 설정의 기능 다이어그램을 보여줍니다. 전기화학적 공정을 수행하기 위한 설비는 동일한 구성을 사용하여 조립됩니다.

잠시 후 카운터 DD4의 출력에서. DD5. 이는 스위치 SA3, SA4의 이동 접점에 연결됩니다. 고전압이 나타납니다. 요소 DD6.2의 출력에도 동일한 레벨이 나타납니다. 결과적으로 첫째. DD6.3 요소로 만들어진 생성기가 작동을 시작합니다. DD6.4, 약 2kHz의 주파수를 갖는 펄스 시퀀스를 생성합니다. 소리 발생기 BF1은 충전 중인 배터리를 통해 지정된 양의 전기가 흘렀음을 나타내는 신호를 제공합니다.

둘째, 트랜지스터 VT1이 열리고 전자기 릴레이 K1이 작동하며 접점 K 1.1이 열리면 부하의 전원이 차단됩니다. 그때까지는 설치가 이 상태로 유지됩니다. 네트워크 연결이 끊어질 때까지.

충전량계는 DA2, DA9 마이크로 회로로 만들어진 2x3V 양극 전압 안정기에 의해 구동됩니다. 강압 네트워크 변압기 T1 - TPP 시리즈에서 통합되었습니다. 커패시터 C6-C10. 미세 회로를 간섭으로부터 보호하는 장치는 각 미세 회로 DD1 - DD5 근처에 하나씩 설치됩니다.

전압-주파수 변환기의 입력에서 1V의 전압에서 HG2 표시기의 소수점이 약 3초 동안 켜집니다. 부하 회로를 통한 전류 흐름을 나타냅니다. 이 전류가 클수록. 포인트가 더 자주 켜집니다.

발광 표시기 HG1 및 HG2의 음극 스레드는 안정 장치의 음극 암에서 전원을 공급받습니다. 이는 양극 요소와 표시기의 음극 사이의 전압 차이를 증가시켜 디스플레이의 밝기를 증가시키기 위해 수행됩니다. 미터의 발광 표시기는 감소된 전압(명판 전압 20...30V)으로 전원이 공급되므로 해당 양극 요소는 추가 트랜지스터 없이 K176IE4 카운터의 출력에 직접 연결됩니다.

IV-ZA 대신 IV-b 표시기가 적합하지만 더 크고 더 많은 음극 필라멘트 전류를 소비하므로 저항 R7을 선택해야 합니다. R8. 트랜지스터 VT1 - 모든 실리콘 저전력 npn 구조(예: KT312, KT315, KT503, KT3117 시리즈). 다이오드 브리지 VD1, VD2 - KTs402-KTs405 시리즈 중 하나: 다이오드 VD3 - KD503 시리즈, KD509, KD510, KD513, KD521, KD522 중 하나.

커패시터 C4, C11은 산화물입니다. K50-16 또는 K50-35; C3 - 세라믹 (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) 또는 운모이며 변환 계수의 안정성이 이것에 달려 있기 때문에 작은 TKE (MPO)가 있어야합니다. 나머지는 모든 유형입니다.저항 R1은 공칭 값이 5Ω이고 전력이 16W인 두 개의 병렬 연결된 C0.2-5V로 구성됩니다. 두꺼운 고저항 와이어 조각으로 직접 만들 수 있습니다. 트리머 저항 R4 - 다중 회전 SP5-2; 나머지는 MLT, C2-23, C2-33이며 R2는 병렬로 연결된 두 개의 저항기로 구성됩니다(예: 1Ω과 10Ω 값).

릴레이 K1을 가져옵니다. 최고의 BS902CS(권선 저항은 500Ω입니다. 접점은 10V 전압에서 최대 220A의 직류 및 교류를 전환하도록 설계되었습니다.) 크기는 20x15x15mm입니다. 충전량 측정기에 적합한 가정용 릴레이는 자동차용 릴레이 그룹에서 선택할 수 있습니다[3].

변압기 TPP232-127/220-50은 TLL23) -127/220-50-TPP235-127/220-50 시리즈 중 하나로 교체할 수 있습니다. 이 경우 다이오드 브리지 VD1 및 VD2에 12...15V의 전압이 공급되도록 16차 권선을 연결해야 하며 네트워크 변압기는 독립적으로 만들 수 있습니다. 테이프 자기 코어 ШЛ20х2400에 감겨 있으며 권선 I에는 1 회전의 PEV-0.08 140 와이어가 포함되어 있습니다. 권선 II 및 III - PEV-1 0.25 와이어 각각 XNUMX회전.

사운드 압전 이미터 BF1 - ZP 시리즈 중 하나입니다. 토글 스위치 SA1 - P2T 또는 기타, 최소 5A의 전류용으로 설계됨 SA2 - 모두. Galet 스위치 SA3 - MPN-1.

충전량계는 200x80x65mm 크기의 플라스틱 케이스에 조립됩니다. 부품은 두 개의 PCB 보드에 배치되고 장착된 도체를 사용하여 설치가 수행됩니다. 몸체 바닥에 부착된 190-130mm 크기의 그중 하나에는 T1 요소가 설치됩니다. VD1. VD2. DA2. DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. 나머지 부품은 DAI 전압 안정기의 전면 패널에 나사로 고정된 두 번째 보드(165x45mm)에 납땜됩니다. DA2는 냉각 표면이 각각 30~40cm2인 방열판에 장착됩니다.

다음과 같이 장치를 교정하십시오. 미터의 입력 접점은 그림 2의 다이어그램에 따라 개방형 부하 회로에 연결됩니다. 1a를 실행하고 작동 전류를 1A로 설정합니다. 토글 스위치 SA2의 접점은 개방 위치에 있어야 하고 토글 스위치 SA1의 접점은 폐쇄 위치에 있어야 합니다. DA7 변환기(핀 4)의 출력에서 펄스 반복 주기를 반복적으로 측정합니다. 저항 R10를 조정하면 주기가 1초로 설정됩니다. 그런 다음 카운터 DDXNUMX의 출력 M(핀 XNUMX)에서 XNUMX분 펄스 주기의 정확성을 확인합니다. 필요한 경우 동일한 저항으로 수정하십시오.

실제 용량을 알고 허용 하한까지 방전하는 경우 배터리가 수용해야 하는 충전량을 객관적으로 결정하는 것이 가능하다는 점에 유의해야 합니다.

배터리 용량을 결정하기 위해 그림 2.6의 다이어그램에 따라 방전 설치가 조립됩니다. XNUMX.

최대 정전류. 이는 스위치 SA100 - 1A의 "10Ah" 위치와 "10Ah" 위치에서 입력 회로를 통과할 수 있습니다. - 1A. 측정된 전류가 펄스 형태인 경우(예: 배터리 충전 시) 평균 전류 값을 6~7A로 줄여야 합니다. 그렇지 않으면 저항기 R1이 과열됩니다. SA1 토글 스위치 접점이 열려 있을 때 전류는 1A를 초과해서는 안 됩니다.

문학

Gutnikov V.S. 측정 장치의 통합 전자(ed. 2. 개정 및 추가) - L. Emergoatomizdat. 레닌그라드 지점. 1988. p. 269-273.
Yakubovsky S.V., Nisselson L.I., Kuleshova V.I. 등 디지털 및 아날로그 집적 회로. 디렉토리 (S. V. Yakubovsky 편집). - M. 라디오 및 통신. 1990. p. 432-445.
Bannikov V. 소형 자동차 전자기 계전기. - 라디오. 1994. 9호, 42페이지; 10호.p. 41.

저자: A. Evseev, 툴라

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