자동차 배터리를 충전하는 장치입니다. 계획, 설명

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자동차 배터리를 충전하는 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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상대적으로 저전력 전기 네트워크에서 많은 전동 공구와 용접 기계를 동시에 작동하면 주 전압이 서지 및 강하하여 이전에 조립한 모든 충전기가 단순히 작동을 거부하거나 지속적인 모니터링이 필요했습니다. 충전 전류를 수동으로 조절하는 장치에서 최대 170V의 주전원 전압이 크게 감소하면 전류 조절기를 최대로 설정해야했습니다. 주전원 전압의 상승이 관찰되지 않으면 충전 전류가 한계 값을 초과했으며 기껏해야 퓨즈가 끊어지고 최악의 경우 변압기가 끊어졌습니다.

나는 이 문제에 더 철저하게 접근해야 했고, 연습에서 알 수 있듯이 헛되지 않았습니다. 새 충전기를 몇 년 동안 작동한 결과 주 전압이 완전히 없어야 배터리가 충전되지 않을 수 있음이 확인되었습니다. 새로운 장치에 비례 적분(PI) 컨트롤러를 사용하면 불안정 요인의 작용에 따라 지정된 충전 전류를 보다 정확하게 유지할 수 있습니다.

PI 컨트롤러는 피드백 회로에서 필터의 특별한 주파수 응답을 형성하여 레귤레이션의 안정성을 보장하는 시스템입니다[1]. 설정 값에서 제어된 매개변수의 느린 출발과 함께 필터는 적분기로 작동하고 빠른 출발은 비관성 링크로 작동합니다. 한 모드에서 다른 모드로의 전환은 제어 링의 위상 편이가 허용 값을 초과하지 않고 시스템의 안정성이 보장되는 차단 주파수 값에 의해 결정됩니다.

자동차 배터리 충전 장치
그림. 1

충전기의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 1. 충전 전류의 소스는 네트워크 변압기 T1의 두 개의 2차 권선 IV 및 V이며 각각 다이오드 VD3, VD4 및 VD14, VD1로 병렬 연결된 10개의 전파 정류기를 형성합니다.전류는 다음으로 원활하게 변경할 수 있습니다. 안정화 설정 값이 있는 1 ~ XNUMXA 범위의 가변 저항 RXNUMX 이 노드는 위상 제어가 있는 전통적인 방식에 따라 만들어지며 유일한 차이점은 사이리스터가 아니라 강력한 전계 효과 트랜지스터 VTXNUMX이 다음과 같이 사용된다는 점입니다. 조절하는 요소. 이 결정은 제어의 용이성과 디자인의 편의성으로 이어졌다.

위상 제어 방법에는 톱니 전압을 사용하여 조정 요소에 대한 제어 펄스를 생성하는 방법이 포함됩니다. 이 전압을 주전원 전압이 6을 통과하는 순간과 동기화하기 위해 VD8-VD1 R2, R9, R10, R4 요소와 비교기 DA1에 조립된 노드가 사용되며, 반에 따라 직렬로 연결된 변압기에 의해 전원이 공급됩니다. -권선 II 2 II.XNUMX.

권선 II의 전압이 7 일 때 VD9 다이오드는 미세 회로의 보조 전원 출력에서 저항 R10, R9을 통해 오는 역 전압에 의해 닫히고 비교기는 오픈 컬렉터 출력 상태로 전환됩니다. (핀 13) 전압이 낮습니다.이 출력 및 전류 제한 저항 R8을 통해 동일한 보조 소스에서 저항 R18을 통해 지속적으로 충전된 커패시터 C8을 방전합니다. 따라서 네트워크에서 전압의 제로 위상을 기준으로 커패시터 CXNUMX에 톱니 전압이 형성됩니다.

비교기 DA5는 반전 입력에 인가된 톱니 전압과 비반전 입력에서 PI 필터의 출력 전압에 따라 조절 트랜지스터 VT1을 제어합니다. 톱니 전압이 비반전 입력에 존재하는 레벨에 도달한 후 오픈 컬렉터 출력은 전압으로 설정됩니다. 1에 가까워지면 트랜지스터 VTXNUMX이 닫힙니다.

충전식 배터리의 양극 회로는 병렬로 연결되고 전류 측정 요소의 기능을 수행하는 두 개의 저항 R3 및 R5를 포함합니다. 이 저항에서 가져온 충전 전류 펄스는 연산 증폭기 DA3에 조립된 활성 베셀 저역 통과 필터의 입력으로 공급됩니다.

필터 유형의 선택은 주파수 응답의 균일성과 위상 응답의 높은 선형성 및 짧은 안정화 시간 때문입니다[2].

저역 통과 필터의 차단 주파수는 약 8Hz입니다. R4의 요소에 의해 결정됩니다. R6. C3. C4 필터는 100Hz 충전 전류의 기본 고조파를 효과적으로 억제합니다. 그러나 그 관성은 과도하게 커서는 안됩니다.

추가 저항 R1, R12이 있는 마이크로 전류계 RA16은 저역 통과 필터의 출력에 연결되며 판독값은 충전 전류의 평균값에 정비례합니다. 트리밍 저항 R16을 사용하여 충전 전류의 암페어 단위로 마이크로 전류계를 교정합니다.

저역 통과 필터의 출력에서 전압은 저항 R11 R14 R15에 의해 형성된 가산기에도 공급됩니다. 가변 저항 R14는 충전 전류를 조절하며 저항 R11과 R15의 연결 지점에 공급되는 신호 간의 차이는 PI 필터의 입력에 공급됩니다.

PI 필터는 연산 증폭기 DA6 및 요소 R17, R19, C10에 조립됩니다. LPF의 관성을 기준으로 합니다. 컨트롤러의 제한 주파수는 8Hz에 가깝게 선택됩니다. 주파수가 감소함에 따라 필터 이득이 증가하고 거의 8 주파수에서 이론적으로 무한대로 증가합니다. 이것은 충전 전류의 지정된 값과 실제 값 사이의 최소 불일치를 달성합니다. 17Hz 이상의 주파수에서 전달 계수는 저항 R19, R27의 값에 의해서만 결정됩니다. 약 XNUMXdB에 해당합니다.

따라서 비교기 DA1를 통해 제어 트랜지스터 VT5에 작용하는 불일치 신호는 저항 R11 및 R15의 연결 지점에서 위 신호의 전압 값 차이를 무효화합니다.

비교기, 연산 증폭기 및 기타 장치 구성 요소에 전원을 공급하기 위해 변압기 T111.1의 반쪽 권선 2, III.1에 의해 형성된 보조 바이폴라 소스가 제공됩니다. 정류기 VD5, 전압 안정기 DA1 DA2 및 평활 산화물 커패시터 C1, C2, C5, C6. LED HL1 - 네트워크에 장치가 포함되었음을 나타내는 표시기. 전기 모터 M1이 있는 팬은 강력한 다이오드 VD1-VD4 및 트랜지스터 VT1 블록의 강제 냉각에 사용됩니다.

장치의 대부분의 부품은 범용 프로세스 보드에 배치되며 설치는 절연 전선 조각으로 이루어집니다. 저항 R3, R5 - 와이어 C5-16V. 나머지 상수 - OMLT, MLT 또는 MT 가변 R14 - 선형 특성 PPB-1 튜닝 R16 - SPZ-39A가 있는 와이어.

산화물 커패시터는 고온에서 작동하도록 설계된 것이 가장 좋습니다. 나머지 커패시터 - 아무거나.

변압기 T1 - 오래된 튜브 TV의 TS-180. 자기 회로를 분해해야 하고, 11.1차 I를 제외하고 모든 권선을 코일에서 감고 종이 중간층 개스킷을 유지하고 새 권선을 감아야 합니다. IV와 V는 중간에서 탭으로 와이어 PEV-2 37을 2회 감아 감고 인터와인딩 및 층간 스페이서가 필요합니다.

다른 코일에 위치하고 같은 방향으로 감긴 반쪽 권선은 다이어그램에 표시된 대로 반대 방향(즉, 끝에서 끝으로)으로 연결해야 합니다.

다이오드 VD1-VD4 및 트랜지스터 VT1은 DL-43 팬이 있는 컴퓨터 프로세서 어셈블리의 공통 방열판에 절연 개스킷 없이 설치됩니다. 면적이 약 5cm2인 판 형태의 방열판에도 안정제 DA1이 제공되어야 합니다.

화살표의 전체 편향 전류가 1μA인 마이크로 전류계 RA4206 - M100. 네트워크 토글 스위치 SA1 - MT-1 배터리 리드 충전용 대형 스프링 클립, 악어형, 라디오 부품점 또는 자동차 부품점에서 구입할 수 있습니다.

자동차 배터리 충전 장치
그림. 2

덮개가 제거된 충전기의 모습이 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

충전기 성능의 초기 확인을 위해 100W의 능동 부하가 출력에 연결됩니다(필라멘트가 병렬로 연결된 자동차 헤드라이트 램프) 그 전에 충전 전류 레귤레이터 R14가 최대 저항 위치로 설정됩니다. 최소 전류에 해당합니다. 부하는 제어 전류계와 직렬로 충전기의 출력에 연결됩니다. 그들은 레귤레이터 R14를 사용하여 설정된 제한 내에서 충전 전류를 변경할 수 있다고 확신합니다. 필요한 경우 저항 R15를 선택하여 조정할 수 있습니다.

그런 다음 배터리는 제어 전류계와 직렬로 장치의 출력에 연결됩니다. 제어 전류계에 10A의 충전 전류를 설정하고 저항 R16의 슬라이더를 움직여 마이크로 전류계 RA1의 화살표를 최종 눈금으로 설정합니다.

문학

1. Titze U., Shenk K. Semiconductor 회로(독일어에서 번역됨). - 중. 평화, 1983.
2. Volovich G. I. 아날로그 및 아날로그 디지털 전자 장치의 회로. - M.. 도데카, 2005.

저자: A. Dymov, Orenburg; 발행: radioradar.net

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