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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 자동차 배터리용 자동 충전기 및 스타터. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 충전기, 배터리, 갈바니 전지 산업 생산의 시작 장치는 종종 전력이 낮고 작동이 충분히 안정적이지 않습니다. 변압기와 전력 정류기 다이오드로만 구성된 가장 단순한 자체 제작 자동차 시동 장치 회로에도 여러 가지 단점이 있습니다. 첫째, 출력 배선이 실수로 단락되면 고가의 정류기 다이오드가 쉽게 손상될 수 있습니다. 이러한 회로를 배터리에 연결하는 극성이 올바르지 않으면 온보드 전자 장치 또는 배터리 자체가 손상될 수 있습니다. 또한 가장 간단한 시동 장치를 제조할 때 변압기의 매개변수(특정 유형의 자기 회로에 대한 100차 권선과 10차 권선의 권수 비율)를 올바르게 선택해야 합니다. 최소 XNUMXV의 전압 강하에서 최소 XNUMXA의 부하에 대한 전류. 이러한 모든 단점을 제거하기 위해 아래에 설명된 장치가 허용됩니다. 또한 배터리를 재충전하거나 훈련하는 데 사용할 수 있으며 자동화는 모든 작동 모드에서 배터리 전압이 허용 값을 초과하지 않도록 합니다. 전기 회로는 단락에 대한 출력 전압 및 전류 보호의 안정화를 제공합니다. 그리고 배터리가 잘못된 극성으로 장치의 출력 단자에 연결되어 있으면 전원을 켤 수 없습니다. 다른 모드에서 스타터 충전기를 작동하려면 배터리가 동일한 출력 단자에 연결되어 작동 중에 매우 편리합니다. 동시에 케이스 전면 패널에 설치된 전압계와 전류계를 사용하여 회로 작동과 배터리 상태를 모니터링합니다. 4.13. 같은 위치에 있는 조정기는 출력 전압 U와 제한(보호) 전류 I를 넓은 범위에서 변경할 수 있습니다.
이 장치는 스위치 SA1("모드")로 선택되는 세 가지 모드로 작동할 수 있습니다. 1. 충전 - 충전용 배터리(AB)는 배터리의 전압이 14,8V로 상승할 때까지 안정적인 전류로 충전됩니다. 이 경우 충전 전류는 1 ~ 10A 범위에서 설정할 수 있습니다. 2. 교육 - 예를 들어 겨울철과 같이 전해질이 공급된 상태로 장기간 보관하는 동안 배터리 플레이트의 황화를 방지하는 데 사용됩니다. 이 장치를 사용하면 자동 모드에서 충전-방전 프로세스를 순환할 수 있습니다. 충전 전류는 1A, 방전 - 10A에서 설정할 수 있습니다. 사이클 수는 제한되지 않습니다. 3. 시작 모드는 자동차 엔진을 시작하는 데 사용됩니다. 이 경우 장치는 배터리와 병렬로 연결되며 연속 모드에서 최대 100A의 전류를 제공합니다. 이를 통해 겨울철이나 노화로 인해 배터리 용량이 감소한 엔진 시동을 더 쉽게 할 수 있습니다. 충전 및 시동 장치의 전기 회로, 그림. 4.14는 다음 부분으로 구성됩니다. a) 사이리스터 VS1, VS1에 만들어진 정류기가있는 약 1kW의 전력을 가진 전원 변압기 T2; b) 변압기 T2 및 안정기 DA2, DA3의 제어 회로용 전원 공급 장치; c) 자동 제어 방식(DA1.DA4, TK) d) 모드 제어 회로(PV1, 전류 측정용 증폭기 DA6, PA1.HL1, HL2); e) 스위칭 및 보호 장치(K1, K2, DA5).
표 4.1. 미세 회로의 공급 전압
자동차 배터리를 충전할 때 평균 충전 전류를 일정하게 유지하는 것이 권장되므로 조절 소자로 사이리스터가 사용됩니다. 동시에 제어 정류기로 작동합니다. 제조 용이성을 위해 제어 회로는 별도의 변압기 T2에 의해 전원이 공급됩니다. 회로 작동을 주전원 주파수 (VD6-R28-R33 요소 회로)와 동기화하기 위해 신호도 제거됩니다. 제어 회로에 전원을 공급하는 데 사용되는 +15V 및 -15V 전압은 DA2 및 DA3 마이크로 회로에서 안정화됩니다. 자동 제어 장치는 다음과 같이 작동합니다. 저항 R1-R2를 통한 출력 단자(X1, X4)의 전압 피드백 신호(Uoc)는 DA1.1 적분기의 입력에 공급되고 출력 증폭 전압은 저항 R14에 의해 설정된 전압에 더해지고 입력 DA4.15에 공급됩니다. 칩 DA4(KR1114EU4)는 펄스 제어 회로를 구축하기 위해 특별히 설계되어 장치를 크게 단순화합니다. 여기에는 펄스 폭 제어(그림 4.15)를 수행하기 위한 완전한 기능 장치 세트가 포함되어 있으며 그 내부에는 다음이 있습니다. 정밀 기준 전압원 +5V(ION); 오류 증폭기(1 및 2), 비교기(3 및 4), 트랜지스터의 출력 스테이지용 제어 회로 및 톱니파 전압 발생기. 발전기 주파수는 외부 저항 R30과 커패시터 C15에 의해 설정됩니다. 발진기의 작동은 트랜지스터 VT1을 사용하여 전원 주파수와 동기화되며 개방 신호는 정류기 VD6에서 나옵니다.
DA4 / 8 마이크로 회로의 출력에서 전압 펄스가 형성되며 그 폭은 레귤레이터 R19, R14의 위치에 따라 다릅니다. 짧은 펄스는 사이리스터를 열기에 충분하기 때문에 차동 회로 C18-R45를 사용하여 사이리스터를 얻습니다. 이 펄스는 트랜지스터 VT2, VT3에 의해 증폭되고 갈바닉 디커플링 펄스 변압기(T3)를 통해 사이리스터(VS1, VS2)의 제어 출력에 공급됩니다. 전류 안정화 기능은 다음과 같이 수행됩니다. 션트 Ruj에서 가져온 전류 피드백 신호(loc)는 저항 R5를 통해 적분기 DA1/7의 입력으로 공급됩니다. 적분기는 전압을 10배로 증폭하고 잔물결도 부드럽게 합니다. 출력 DA1 / 10의 신호는 저항 R14에 의해 설정된 전압과 혼합됩니다. 이 전압의 차이는 전류 제한 증폭기의 입력(DA4/2)에 공급됩니다. 마이크로 회로 내부에서 입력 DA4 / 4 및 DA4 / 2로 들어오는 신호가 비교되며 그 중 더 큰 신호는 제어 펄스의 폭에 직접적인 영향을 미치고 결과적으로 사이리스터를 여는 순간에 영향을 미칩니다. 회로의 작동은 PV1 전압계와 PA1 전류계에 의해 제어됩니다. 장치가 시작 장치로 사용될 때 PA1 전류계는 SA1 스위치를 통해 분로에 직접 연결됩니다. 100A의 전류에서 션트의 전압은 75mV여야 하며 기기 바늘을 풀 스케일로 편향시키기에 충분합니다. 최대 10A의 작동 전류가 필요한 경우("충전" 또는 "트레이닝" 모드) 보다 정확한 측정을 위해 계수가 6인 증폭기(DA10)가 설치되며 PA1 전류계 바늘도 편차가 발생할 수 있습니다. 전체 규모로. 장치 작동 모드의 표시는 LED로 수행됩니다. HL1 LED가 켜짐-작동, HL2-장치가 꺼지고 배터리가 0,8A의 전류로 방전됩니다(훈련 모드에서). 전원 켜기 및 보호 장치는 배터리가 단자 X1, X2에 올바른 극성으로 연결되면 작동을 시작합니다. A1, SB1 버튼을 누르면 배터리에서 K1 권선, R67 저항 및 VD22 다이오드를 통해 흐르는 전류로 인해 K1 릴레이가 켜지고 접점(K1.1, K1.2)이 T1 변압기와 제어 회로에 전원을 공급하고 버튼 체인(K1,3)도 차단합니다. 배터리의 극성이 잘못 연결되면 VD22 다이오드가 닫히고 릴레이 K1이 켜지지 않는다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 전압 비교기가 DA5 칩에 조립되어 SA1 스위치로 선택한 모드에 따라 장치 작동 알고리즘을 제어하여 배터리 전압이 사전 결정된 (저항 R41에 의해) 레벨 14,8V를 초과하지 않도록 합니다. 이 유효 값 - 진폭은 더 커질 것입니다. R48-VD17의 회로는 비교기의 히스테리시스를 제공합니다. 이제 다양한 모드에서 충전기 시동기의 작동 기능을 더 자세히 살펴 보겠습니다. 충전 모드 전류 안정화 모드에서 필요한 충전 전류는 전압 조정기 R14가 최대로 설정될 때 저항 R19에 의해 설정됩니다. 충전 전류는 PA1 전류계에 의해 제어됩니다. 충전을 수행하기 위해 배터리를 장치의 "+"(X1) 및 "-"(X2) 단자에 연결하고 극성을 확인합니다. SB1 버튼을 누르면 회로가 작동하기 시작합니다. 저항 R19에 의해 설정된 출력 전압이 배터리에서 사용 가능한 수준을 초과하면 충전 회로의 션트(Rsh)를 통해 변압기(T1)에서 전류가 흐르기 시작하여 전압이 생성됩니다. 이 전압은 전류 피드백 적분기 DA1.1의 입력으로 들어갑니다. DA4/2 입력에 설정된 기준 전압을 보상할 때까지 변경됩니다(이 전압은 사이리스터가 열리는 순간을 결정하므로 전원 회로의 전류). 따라서 장치의 이 모드 및 다른 작동 모드에서 전류 또는 전압의 안정화는 피드백 회로를 통한 장치 출력의 전압이 기준을 보상하는 사이리스터의 개방 순간을 설정하는 프로세스입니다. 특정 지점에서 전압. 회로가 전류 안정화 모드에서 작동하면 배터리가 충전됨에 따라 전압이 증가합니다. 14,8V 레벨에 도달하자마자 DA5 비교기가 트리거되고 출력에서 DA4 / 4 입력으로 들어오는 신호가 사이리스터의 개방을 제어하는 펄스 형성을 중지합니다. 훈련 모드 교육 프로세스는 기본적으로 충전 프로세스와 유사하지만 SA1 스위치가 적절한 모드로 설정되면 DA5 비교기가 배터리의 전압 레벨을 모니터링하고 14,8V를 초과하면 DA4 /에 잠금 신호를 보냅니다. 4 입력. 이로 인해 사이리스터의 개방을 제어하는 펄스(DA4/8)가 사라집니다. 이 경우 트랜지스터 VT5도 열리고 릴레이 K3이 작동합니다. 배터리를 방전하기 위해 접점 K3.1과 부하(R68)를 연결합니다. 저항 R68은 0,8A의 방전 전류를 제공합니다. 배터리의 전압이 10,5V로 떨어질 때까지 방전이 발생합니다. 이런 일이 발생하면 DA5 비교기의 출력에 다시 제로 레벨이 나타나 릴레이가 꺼집니다. 단락 및 회로는 배터리 충전 모드로 들어갑니다. 이 충전-방전 프로세스는 주기적으로 반복되며 사이클 수는 제한되지 않습니다. 시작 모드 이 모드에서 장치의 출력 전류는 손상으로부터 보호하기 위해 제한될 뿐만 아니라 출력 전압 레벨도 배터리 및 온보드 네트워크에 대한 안전한 값으로 제한됩니다. 이 모드에서 작동하려면 전류 조정기 R14가 최대로 설정되고 저항 R19는 PV1 장치에 따라 전압을 13 ... 14V로 설정합니다. 이제 자동차 점화 장치에 키를 삽입하고 엔진을 시동할 수 있습니다. 이 경우 시작 조건에 따라 화살표 PA1은 눈금에서 다른 위치를 차지할 수 있으며 최대 값은 100A에 해당합니다. PV1 전압계의 화살표는 아래쪽으로 벗어날 수 있습니다. 조립 기능 및 디자인 장치 본체의 크기는 340x240x200mm이며 시트 두랄루민으로 만들어졌습니다. 사이리스터 VS1 및 VS2는 약 1000cmXNUMX 면적의 라디에이터에 장착됩니다. (이러한 사이리스터의 표준 방열판은 그러한 표면적을 가집니다). 구조적으로 SA1 스위치를 제외하고 도면에서 점선으로 강조 표시된 부분은 두께 2,5.3,5mm, 크기 145x110의 유리 섬유로 된 양면 인쇄 회로 기판에 있습니다. MM, 무화과. 4.17.4.19. 요소 VD5 및 R8, R9는 장착 밀도를 높이기 위해 각각 T2, C5, C6 아래에 설치됩니다. 조정된 저항은 그림 4.20과 같이 보드 위에 하나씩 고정되어 있습니다. XNUMX. 변압기 아래에 설치하는 동안 인쇄 도체의 회로를 방지합니다. T3 및 조정 저항은 유전체 개스킷 아래에 배치됩니다. 또한 출력 DA5 / 2-DA4 / 7-VT1 / e 사이의 보드에 두 개의 체적 점퍼를 만들어야 합니다.
인쇄 회로 기판과 나머지 부품의 연결은 커넥터를 통해 이루어집니다. 헤르츠 유형. РШ2Н-2-15 및 소형 커넥터의 꽃잎에 접촉하십시오. 조정기 R14 및 R19에 연결 와이어는 차폐되어야 합니다. 전력 섹션의 설치(변압기 T1에서 사이리스터 및 터미널 X1, X2까지)는 브랜드와 같이 단면적이 8mmXNUMX 이상인 유연한 연선으로 수행됩니다. PVZ. 장치에서 미세 회로는 가져온 아날로그 DA1 - A747C로 교체할 수 있습니다. DA2-TL494L; DA3-78L15; DA4-79L15; DA5-LM211N; DA6 - 아날로그가 없습니다. 마이크로 회로의 입력에 설치된 KD521 유형의 다이오드는 회로 설정 중 우발적 손상을 방지하고 KD522, KD510, KD503 등의 저전력 펄스 다이오드로 교체할 수 있습니다. 조정이 용이한 조정 저항(R38, R40, R41, R44)은 다중 회전 유형 SP5-3을 사용하고 R14, R19 유형 SPZ-4a-0,25W를 저항 변화의 선형 특성(A)으로 조정하고 나머지는 모든 유형, 예를 들어 MLT - 해당 전력. 극성 커패시터. C10, C11, C13, C14 및 C17 유형 K50-35; 3V에서 4uF에서 C42, C2 유형 K0,015U-630; K10 시리즈의 나머지 또는. KM-6. 측정 기기로는 동일한 유형 M1의 포인터 전압계 PV1과 전류계 RA42301을 사용했습니다. 전류계에는 내부 션트가 있으므로 케이스를 열고 제거해야 합니다. 실제로 100A 전류 측정 회로에는 외부 션트(Ruj)가 사용됩니다. 션트 Rm은 표준 유형 75ShSM-100-0,5로 사용되었습니다. 스위치. A1(현재 머신) - 유형. 전류 10A용 AE31-10, SA1 유형 스위치. PGZ(PG2), SB1 버튼이면 됩니다. 릴레이 K1 유형 KP460DC(12V용)(폴란드 제품) 또는 최대 5A의 정격 전류에 대해 세 개의 전환 접점 그룹이 있는 유사 제품. 릴레이 K2 i. KZ 유형. RES47 여권 RS4.500.407-01(RS4.500.407-03). T1의 제조를 위해 변압기 철은 권선 Sct = 35cm 위치의 단면과 함께 사용되었습니다. (창의 면적은 Sok=72 cm240입니다). 2,5차 권선에는 단면적이 1,8mm22인 PETV 전선이 22회 감겨 있습니다. (직경 3 mm), 와이어로 10차 XNUMX + XNUMX 회전. XNUMXmm 정사각형 단면의 PShV-XNUMX. 2차 권선 5-3-4 - 5 + 18 V 및 18-6-7 - 8 + 10 V에 전압이 있는 모든 저전력 변압기 T10(P - XNUMX W)이지만 설계가 제공하는 경우 더 좋습니다. 인쇄 회로 기판 요금에 설치하는 경우. 펄스 변압기. T3는 표준 크기의 갑옷 컵 내부 프레임에서 수행됩니다. 페라이트 브랜드 M28NM의 B2000. 권선은 직경 1mm의 PELSHO 와이어로 2-80 - 3회, 4-40 - 0,35회 회전합니다. 스키마 설정 설정하려면 오실로스코프, 디지털 전압계, 등가 부하 Rh (저항이 1.1.2 옴이고 전력이 최소 100W 인 와이어 저항, 예를 들어 직경이 0,5 인 니크롬 와이어가 필요합니다. mm가 적합함) 및 최대 1A의 전류에 대한 외부 포인터 전류계(PA2), 그림 참조. 10.
회로도에서 별표로 표시된 요소는 선택이 필요할 수 있습니다. 릴레이 회로의 추가 저항 R67은 작동 후 릴레이 K1의 전기자가 10V 미만의 공급 전압에서 해제되도록 선택됩니다(저항과 릴레이가 회로에 설치되기 전에 이 작업을 수행하는 것이 좋습니다) . 계획의 예비 구성은 다음 순서로 수행됩니다. 점퍼로 릴레이 접점 K1.1 및 K1.2를 일시적으로 차단하고 R36을 납땜 해제해야 합니다. SA1 스위치를 "훈련" 위치로 설정하고 저항 R14 및 R19를 최대로 가져옵니다. 오실로스코프를 사용하여 전원 공급 장치(A1)를 켜고 핀 DA4/5에서 톱니파 전압의 모양을 확인합니다. 4.16 레벨에서 큰 단계가 없어야 합니다(그림 참조). 28, a(저항 R1을 선택해야 할 수도 있음). 그런 다음 오실로스코프와 디지털 전압계를 사용하여 단자 X2 및 X4.16의 전압을 제어합니다. 출력 전압 모양은 그림에 표시된 것과 일치해야 합니다. 44, b 및 저항 R19 및 R4에 의해 조절됩니다. 그렇지 않은 경우 DA8 / XNUMX 출력에 펄스가 있는지 확인하고 올바르게 설치해야 합니다.
트리머 저항 R44를 사용하여 사이리스터를 여는 순간 Uopen = 15,5V로 설정합니다. 이는 장치의 모든 작동 모드에서 출력 전압의 진폭 값이 배터리의 전압을 초과하도록 필요합니다(그렇지 않으면 사이리스터가 열려 있지 않음). 장치를 끈 후 R36을 제자리에 납땜하십시오. 그런 다음 회로가 켜지면 조정기 R19를 사용하여 장치 출력의 유효 전압을 14,8V로 설정하고 저항 R36을 선택하여 출력에서이 전압에 도달하면 비교기 DA5가 전환되도록합니다. - DA5/9 출력에 +15V가 나타납니다(HL1 LED가 켜짐). 그런 다음 조정기 R19를 사용하여 장치 출력에서 10,5V의 전압을 설정하고 저항 R41을 조정하여 단자 X1-X2에서이 전압에 도달하면 비교기가 출력 DA5.9에서 41 전압을 갖도록합니다. .XNUMX(저항 RXNUMX은 비교기의 히스테리시스 값을 설정함). 전면 패널에 설치된 컨트롤을 사용하기 편리하게 하기 위해, 즉 저항 R19에 의한 출력 전압 조정 범위는 10 ... 15 V 범위로 유지되었습니다. 추가 저항 R15 및 R24를 선택해야 합니다. 마찬가지로 저항 R10 및 R23은 전류 안정화 레벨 조정 범위에 대해 14 ... 1 A 범위의 저항 R10. 이 경우 배터리에 허용되는 모드를 초과하지 않습니다. 저항 R19는 "시작" 모드에서 단자 X1-X2의 전압을 조정하는 데 사용되며, 다른 모드에서는 최대 출력 전압으로 설정됩니다. 이러한 모드의 회로는 전류 안정기로 작동해야 하기 때문입니다(출력 전압은 현재 값) 배터리가 충전되면 전압이 증가하지만 허용 값을 초과하지 않습니다. "충전" 및 "훈련" 모드에서 PA1 전류계의 판독값을 보정하려면 저항 R38을 사용하여 계측기 포인터를 "0"으로 설정해야 합니다. 그런 다음 Rh 부하(SA2 스위치 사용)와 외부 포인터 전류계(RA2)를 연결합니다. 4.20. 저항 R14(R19가 최대일 때)를 사용하여 외부 전류계 PA2를 사용하여 전류를 10A로 설정하고 저항 R40을 사용하여 PA1의 전류 판독값과 동일한 값을 설정해야 합니다. 이 작업을 여러 번 반복하여 PA38 화살표가 "40" 및 1A 전류에서 외부 전류계의 판독값과 일치할 때까지 R0 및 R10을 조정해야 합니다. 이제 전류 안정화 모드에서 회로의 작동을 확인해야 합니다. 이를 위해 장치를 켤 때 접점 K1.1, K1.2를 차단합니다. SA1 스위치를 "시작" 위치로, 전류 조절기 "I"를 중간 위치로, "U"를 최대로 설정하십시오. 우리는 출력 단자 X1-X2에 약 0,2 옴의 저항을 가진 부하를 연결합니다 (전력 측면에서 최대 100A의 흐르는 전류를 위해 설계되어야 함). 이 경우 장치의 판독값은 RA1 - 50A, PV1 - 10V여야 합니다. "I" 조정기는 출력 전류를 변경할 수 있습니다. 이 경우 출력 전압도 변경되며 이는 전류 안정화에 해당합니다. 방법. 그리고 작은 한계 내에서 부하 저항이 변경되면 전류가 변경되어서는 안됩니다. 이것으로 예비 조정이 완료된 것으로 간주할 수 있으며 최종 확인은 실제 배터리에서 수행됩니다. 저자: Shelestov I.P.
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