자동차 배터리를 충전하는 장치입니다. 계획, 설명

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자동차 배터리를 충전하는 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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비교적 저전력 전기 네트워크에서 많은 전동 공구와 용접 기계의 동시 작동으로 인해 주전원 전압의 서지 및 강하가 발생하여 이전에 조립한 모든 충전기가 작동을 거부하거나 지속적인 모니터링이 필요했습니다. 충전 전류를 수동으로 조절하는 장치에서 주전원 전압이 최대 170V까지 크게 감소하면 전류 조절기를 최대로 설정해야했습니다. 그가 주전원 전압을 추적하지 않으면 충전 전류가 한계 값을 초과했으며 기껏해야 퓨즈가 끊어졌고 최악의 경우 변압기가 끊어졌습니다. 안정화된 조정기는 주전원 전압의 광범위한 변화를 추적할 수 없었고 급격한 점프 및 급강하로 인해 위에서 설명한 결과를 초래했습니다.

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 필터의 특수한 주파수 응답이 피드백 회로에 형성되어 조절의 안정성을 보장하는 시스템입니다. 제어 매개변수가 설정 값에서 느리게 이탈하면 필터는 적분기로 작동하고 빠르게 이탈하면 비관성 링크로 작동합니다. 한 모드에서 다른 모드로의 전환은 제어 링의 위상 편이가 허용 값을 초과하지 않고 시스템의 안정성이 보장되는 차단 주파수 값에 의해 결정됩니다.

충전기의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

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(확대하려면 클릭하십시오)

충전 전류의 소스는 다이오드 VD1, VD1 및 VD2, VD3로 각각 병렬로 연결된 두 개의 전파 정류기를 형성하는 네트워크 변압기 T4의 두 개의 14차 권선 IV 및 V입니다. 전류는 설정 값의 안정화와 함께 1 ~ 10A 범위의 가변 저항 R1에 의해 원활하게 변경될 수 있습니다. 이 노드는 전통적인 위상 제어 방식에 따라 만들어지며 유일한 차이점은 사이리스터가 아니라 강력한 전계 효과 트랜지스터 VTXNUMX이 규제 요소로 사용된다는 것입니다. 이러한 결정은 제어의 용이성과 설계 편의성으로 이어졌습니다.

위상 제어 방법은 톱니파 전압을 사용하여 조정 요소에 대한 제어 펄스를 생성합니다. 이 전압을 주전원 전압이 6을 통과하는 순간과 동기화하기 위해 VD8-VD1, R2, R9, R10, R4 요소와 비교기 DA2에 조립된 노드가 사용되며 직렬로 연결된 변압기에 의해 전원이 공급됩니다. 반감기 II I I-XNUMX.

권선 II의 전압이 7이면 VD9 다이오드는 마이크로 회로의 보조 전원 공급 장치 출력에서 저항 R10, R9을 통해 들어오는 역 전압에 의해 닫히고 비교기는 오픈 콜렉터 출력이 (핀 XNUMX)는 저전압입니다.

이 출력과 전류 제한 저항 R13을 통해 커패시터 C8이 방전되고 동일한 보조 소스에서 저항 R8을 통해 지속적으로 충전됩니다. 따라서 네트워크에서 전압의 8 위상을 기준으로 커패시터 CXNUMX에 톱니파 전압이 형성됩니다.

비교기 DA5는 반전 입력에 적용된 톱니파 전압과 비 반전 입력에서 PI 필터의 출력 전압에 따라 조정 트랜지스터 VT1을 제어합니다. 톱니파 전압이 비 반전 입력에 존재하는 레벨에 도달하면 오픈 컬렉터 출력에서 1에 가까운 전압이 설정되어 트랜지스터 VTXNUMX이 닫힙니다.

3차 전지의 양극회로에는 전류측정소자의 기능을 수행하는 5개의 저항(RXNUMX, RXNUMX)이 병렬로 연결되어 있다.

이 저항기에서 가져온 충전 전류 펄스는 연산 증폭기 DA3에 조립된 능동 베셀 저역 통과 필터의 입력으로 공급됩니다. 필터 유형의 선택은 위상 응답의 높은 선형성과 짧은 정착 시간뿐만 아니라 주파수 응답의 균일성 때문입니다.

저역 통과 필터의 차단 주파수는 약 8Hz입니다. R4, R6, C3, C4 요소에 의해 결정됩니다. 필터는 100Hz 충전 전류의 기본 고조파를 효과적으로 억제하지만 관성이 너무 커서는 안됩니다.

추가 저항 R1, R12이있는 마이크로 전류계 RA16은 저역 통과 필터의 출력에 연결되며 그 판독 값은 충전 전류의 평균값에 정비례합니다. 트리밍 저항 R16을 사용하여 충전 전류의 암페어 단위로 마이크로 전류계를 보정하십시오. 저역 통과 필터의 출력에서 저항 R11, R14, R15로 구성된 가산기에 전압이 공급됩니다. 가변 저항 R14는 충전 전류를 조절합니다. 저항 R11과 R15의 연결 지점에 공급되는 신호의 차이는 PI 필터의 입력으로 공급됩니다.

PI 필터는 연산 증폭기 DA6 및 요소 R17, R19에 조립됩니다. C10. 저역 통과 필터의 관성을 기준으로 레귤레이터의 차단 주파수는 8Hz에 가깝게 선택되었습니다. 주파수가 감소함에 따라 필터 게인이 증가하고 주파수가 8에 가까울수록 이론적으로 무한대까지 증가합니다. 이것은 충전 전류의 설정 값과 실제 값 사이의 최소 불일치를 달성합니다. 17Hz 이상의 주파수에서 전송 계수는 저항 R19, R27의 값에 의해서만 결정됩니다. 약 XNUMXdB입니다.

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

비교기, 연산 증폭기 및 장치의 기타 구성 요소에 전원을 공급하기 위해 변압기 T1의 반 권선 III.2, III.1, 정류기 VD5, 전압 안정기 DAI, DA2 및 평탄화 산화물 커패시터 C1로 구성된 보조 바이폴라 소스가 제공됩니다. C2, C5 C6. HL1 LED는 장치가 네트워크에 연결되었음을 나타내는 표시기입니다. 전기 모터 M1이 있는 팬은 강력한 다이오드 VD1-VD4 블록과 트랜지스터 VT1의 강제 냉각에 사용됩니다.

장치의 대부분은 범용 기술 보드에 배치되며 절연 전선 조각으로 설치됩니다. 저항 R3 ... R5 - 와이어 C5-16V. 나머지 상수는 OMLT, MLT 또는 MT입니다. 변수 R14 - 선형 특성을 가진 와이어. PPB-1 튜닝 R16 - SPZ-39A.

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

트랜스포머 T1 - 오래된 튜브 TV의 TS-180. 자기 회로를 분해해야 하며 1차 I를 제외한 모든 권선을 코일에서 감아 종이 중간층 개스킷을 유지하고 새 권선을 감아야 합니다. 첫째, 권선 II.2은 한 코일에, II.37는 다른 코일에 각각 2회 감아 놓습니다. PEV-0,18 1. 그런 다음 III.2 및 III.55, 각각 2회 와이어. PEV-0.38 150. 권선 IV와 V는 마지막에 각각 2회 감습니다. 중간에서 탭으로 PEV-0,86 XNUMX. 인터와인딩 및 중간층 개스킷이 필요합니다.

서로 다른 코일에 위치하고 같은 방향으로 감긴 반권선은 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.

화살표 1μA의 전체 편향 전류가 있는 Microammeter RA4206 - M100. 네트워크 토글 스위치 SA1 - MT-1. 충전식 배터리의 리드 클립은 대형 스프링형 "악어"형이며 라디오 부품이나 자동차 부품 매장에서 구입할 수 있습니다.

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

자동차 배터리 충전 장치 .

충전기 성능의 초기 점검을 위해 전력 100W의 능동 부하가 출력(병렬로 연결된 필라멘트가 있는 자동차 헤드라이트 램프)에 연결됩니다. 그 전에 충전 전류 조절기 R14는 최소 전류에 해당하는 최대 저항 위치로 설정됩니다.

부하는 충전기 출력에 제어 전류계와 직렬로 연결되었습니다. 그들은 레귤레이터 R14를 사용하면 설정된 한계 내에서 충전 전류를 변경할 수 있으며 필요한 경우 저항 R15를 선택하여 조정할 수 있다고 확신합니다.

그런 다음 배터리는 제어 전류계와 직렬로 장치의 출력에 연결됩니다. 제어 전류계에 10A의 충전 전류를 설정하고 저항 R1의 슬라이더를 움직여 마이크로 전류계 RA1의 화살표를 최종 눈금으로 설정합니다.

저자: Dymov A.

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