자동차 및 오토바이 배터리용 충전기. 계획, 설명

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반충전된 배터리의 작동 및 보관은 수명 단축의 주요 원인 중 하나로 알려져 있습니다. 잠시 후 저장된 충전 배터리는 자체 방전으로 인해 반 충전 상태가 됩니다. 새로운 납 및 소형 니켈-카드뮴 배터리의 경우 자체 방전은 일일 용량의 0,5 ~ 2%이며 중고 배터리의 경우 훨씬 더 높습니다. 배터리 수명을 늘리려면 저전력 충전기에서 나오는 비교적 작은 전류로 자체 방전을 보상하면서 완전히 충전된 상태를 지속적으로 유지해야 합니다.

충전 전류가 수치상으로 공칭 배터리 용량의 0,1일 때 이러한 충전 모드를 고려하는 것이 최적인 것으로 간주됩니다. 그러나 현재 일부 배터리 제조업체는 서비스 수명을 늘리기 위해 정격 용량의 5%에 해당하는 전류로 XNUMX시간 충전 모드를 권장합니다. 즉, 최적의 전류보다 훨씬 낮은 전류로 배터리를 충전하면 서비스 수명에 긍정적인 영향을 주지만 그에 따라 더 긴 시간이 필요합니다.

따라서 많은 실제 사례에서 종종 자동 제어 장치가 장착된 복잡하고 무거운 충전기를 단순하고 소형이며 경제적인 충전기로 교체할 수 있습니다. 그러한 장치 중 하나가 아래에 설명되어 있습니다.

최대 100 Ah 용량의 자동차 배터리를 충전하고, 최적에 가까운 모드에서 오토바이 배터리를 충전하고, (간단한 수정을 통해) 실험실 전원 공급 장치로도 사용할 수 있습니다.

충전기는 자동 변압기 결합 기능이 있는 트랜지스터 푸시풀 전압 변환기를 기반으로 제작되었으며 전류원과 전압원의 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다. 출력 전류가 특정 제한 값보다 작으면 소스, 전압 모드에서 평소와 같이 작동합니다. 부하 전류를 이 값 이상으로 높이려고 하면 출력 전압이 급격하게 감소하고 장치가 전류 소스 모드로 전환됩니다. 내부 저항이 높은 전류 소스 모드는 컨버터의 XNUMX차 회로에 안정기 커패시터를 포함하여 보장됩니다.

충전기의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다.

자동차 및 오토바이 배터리용 충전기
그림. 1

주전원 전압은 안정기 커패시터 C1을 통해 정류기 브리지 VD1에 공급됩니다. 커패시터 C2는 리플을 완화하고 제너 다이오드 VD2는 정류된 전압을 안정화합니다. 전압 변환기는 트랜지스터 VT1, VT2 및 변압기 T1을 사용하여 조립됩니다. VD3 다이오드 브리지는 변압기의 3차 권선에서 가져온 전압을 정류합니다. 커패시터 CXNUMX은 평활 커패시터입니다.

변환기는 5...10kHz의 주파수에서 작동합니다. 제너 다이오드 VD2는 VD1 브리지의 출력 전압이 상승할 때 장치 출력이 닫힐 때뿐만 아니라 유휴 상태에서 컨버터 트랜지스터를 과전압으로부터 동시에 보호합니다. 후자는 출력 회로가 닫히면 컨버터 생성이 중단되고 정류기의 부하 전류가 감소하고 출력 전압이 증가하기 때문입니다. 이러한 경우 제너 다이오드 VD2는 브리지 VD1의 출력 전압을 제한합니다.

실험적으로 측정된 충전기의 부하 특성은 그림 2와 같다. 부하 전류가 0,35...0,4 A로 증가하면 출력 전압이 약간 변하고 전류가 더 증가하면 급격하게 감소합니다. 과소 충전 된 배터리가 장치 출력에 연결되면 브리지 VD1 출력의 전압이 감소하고 제너 다이오드 VD2가 안정화 모드를 벗어나고 리액턴스가 높은 커패시터 C1이 입력 회로에 포함되어 있으므로 장치가 작동합니다. 현재 소스 모드에서.

충전 전류가 감소하면 장치는 원활하게 전압 소스 모드로 전환됩니다. 이를 통해 충전기를 저전력 실험실 전원 공급 장치로 사용할 수 있습니다. 부하 전류가 0,3A 미만이면 컨버터 작동 주파수의 리플 레벨은 16mV를 초과하지 않으며 소스의 출력 저항은 수 Ohm으로 감소합니다. 부하 전류에 대한 출력 저항의 의존성은 그림 2에 나와 있습니다.

자동차 및 오토바이 배터리용 충전기

충전기는 155x80x70mm 크기의 상자에 쉽게 맞습니다. 상자는 단열재로 만들어져야 합니다.

변압기 T1은 페라이트 40NM25로 만든 K11x1500x1 크기의 환형 자기 회로에 감겨 있습니다. 2차 권선에는 와이어 PEV-160 2의 0,49x72 회전, 보조 - 와이어 PEV-2 0,8의 XNUMX 회전이 포함됩니다. 권선은 두 겹의 광택 직물로 서로 절연되어 있습니다.

제너 다이오드 VD2는 유효 면적이 25cm2인 방열판에 설치됩니다. 변환기의 트랜지스터는 스위칭 모드에서 작동하므로 추가 방열판이 필요하지 않습니다. 커패시터 C1은 최소 400V의 정격 전압을 위해 설계된 종이입니다.

암페어시 단위까지의 용량을 가진 소형 배터리를 충전하고 갈바닉 셀을 재생하는 장치를 사용해야 하는 경우 충전 전류를 조정하는 것이 좋습니다. 이렇게하려면 하나의 커패시터 C1 대신 스위치로 전환되는 더 작은 용량의 커패시터 세트가 제공되어야합니다. 연습하기에 충분한 정확도로 최대 충전 전류(출력 대상의 폐쇄 전류)는 밸러스트 커패시터의 커패시턴스(4μF에서 전류는 0,46A)에 비례합니다.

실험실 전원 공급 장치의 출력 전압을 줄여야 하는 경우 제너 다이오드 VD2를 안정화 전압이 더 낮은 다른 것으로 교체하면 충분합니다.

설치는 올바른 설치를 확인하는 것부터 시작됩니다. 그런 다음 출력 회로가 닫혀 있을 때 장치가 작동하는지 확인합니다. 회로 전류는 최소 0,45...0,46 A여야 합니다. 그렇지 않으면 트랜지스터 VT1, VT2의 안정적인 포화를 보장하기 위해 저항 R1, R2를 선택해야 합니다. 더 높은 오류 전류는 저항기의 더 낮은 저항에 해당합니다.

저자: N. Khukhtikov, Sergiev Posad. 모스크바 지역

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