Ładowarka ze stabilizacją prądu. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ładowarka ze stabilizacją prądu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne

Komentarze do artykułu

Zwracamy uwagę na ładowarkę (ładowarkę) ze stabilizacją ustawionego prądu ładowania do akumulatorów samochodowych prądem do 10 A. Zapewnia również automatyczne wyłączenie prądu ładowania, gdy akumulator osiągnie ustawione napięcie. To urządzenie może być również używane jako samodzielny zasilacz z regulowanym napięciem wyjściowym i ograniczeniem prądu obciążenia dla obwodów, które nie wymagają surowych norm tętnienia napięcia.

Działanie tego urządzenia jest dość zbliżone do zasady działania impulsowych stabilizatorów napięcia z regulacją szerokości impulsu napięcia wyjściowego. Obecnie zasilacze impulsowe (UPS) są najbardziej obiecujące, ale dla wielu radioamatorów ich produkcja jest obarczona dużymi trudnościami.

W układzie tym podjęto próbę zastosowania idei zasilacza UPS z wykorzystaniem tyrystorowego regulatora mocy. Jednocześnie podjęto działania mające na celu osiągnięcie jak najwyższej efektywności. W tym celu wybrano obwód prostownika pełnookresowego ze środkiem uzwojenia wyjściowego transformatora mocy, w którym zamiast diod bezpośrednio podłączono tyrystory, które oprócz prostowania prądu pełnią również funkcje jego regulacji. Do tego obwodu potrzebujemy tylko dwóch grzejników do chłodzenia dwóch tyrystorów, a nie czterech, jak w obwodzie z włączeniem diod w mostku.

Prądy ładowania są wysokie - takie urządzenie zaczyna stopniowo zamieniać się w urządzenie grzewcze.

Oczywiście w uzwojeniu wtórnym transformatora mocy trzeba będzie nawinąć dwa razy więcej zwojów niż w obwodzie mostka prostowniczego, ale z drugiej strony przekrój drutu uzwojenia jest o połowę mniejszy, co może nawet być zaletą przy nawijaniu transformatora.

Na rysunku pokazano obwód pamięci („masa” jest pokazana warunkowo i nie jest komunikowana z ciałem).

(kliknij, aby powiększyć)

Schemat składa się z kilku części:

1. Transformator obniżający moc T1 z tyrystorami VS1, VS2, wygładzającym filtrem zasilania na kondensatorach C1C4 i cewce indukcyjnej L1.

2. Generator impulsów sterujący fazą otwierania tyrystorów VS1 i VS2. Generator jest montowany zgodnie z typowym obwodem na analogu tranzystora jednozłączowego na elementach VT1 i VT2, kondensatorze czasowym C6 i pasującym transformatorze impulsowym T2.

3. Regulowane źródło prądu na tranzystorach VT3, VT4 i kondensatorze C7 z rezystorem R13, który działa jak rezystor zmienny, za pomocą którego regulowana jest faza impulsów generowanych przez generator.

4. Obwody śledzenia prądu i napięcia do sterowania regulowanym źródłem prądu na wzmacniaczach operacyjnych DA1.1 i DA1.2 zgodnie z układem komparatora napięcia. Obejmuje to również bocznik amperomierza R14.

5. Prostownik do zasilania obwodów i mikroukładów generatora impulsów, składający się z diod VD1, VD2, parametrycznego regulatora napięcia na diodzie VD6 i rezystora R11, wygładzającego filtra zasilania na kondensatorach C8, C9, a także źródeł napięcia odniesienia do obsługi komparatorów napięcia DA1 na rezystorach R24 -R27.

6. Aby poprawić dokładność odłączania w pełni naładowanego akumulatora, zastosowano dodatkową jednostkę wykonaną na chipie DDI i elementach R8R10, VD4, VD5, VD9 i VD10.

Trzeba powiedzieć coś specjalnego o tym węźle, nie można go zainstalować. Przy produkcji ładowarek do akumulatorów samochodowych, zwłaszcza przy ładowaniu dużymi prądami, próbując je zautomatyzować, napotkali problem niestabilności napięcia, przy którym są wyłączane, a na stanowisku wszystko działało dobrze. Po obserwacji autor zauważył, że właściciele pamięci bardzo niepoprawnie podłączają je do akumulatorów, mogą używać przypadkowych przewodów (raz widziałem połączenie przewodami dłuższymi niż 10 m). Na tych przewodach powstaje znaczny spadek napięcia, a urządzenie monitorujące napięcie wyjściowe zaczyna błędnie wyłączać ładowarkę przed czasem, a czasem włącza się i wyłącza cyklicznie.

Ten czynnik wpływający można wykluczyć, biorąc pod uwagę, że prąd ładowania w obwodzie płynie pulsująco, tj. wtedy, gdy emf prostownika przekracza emf akumulatora, są okresy, w których nie ma prądu ładowania, w którym to czasie konieczna jest kontrola napięcia wyjściowego. Algorytm ten można zaimplementować na różne sposoby. Wprowadzając tę metodę monitorowania napięcia wyjściowego, udało się znacznie zwiększyć dokładność wyłączania ładowarki, gdy akumulator osiągnie zadany poziom napięcia.

Zasada działania obwodu pamięci W początkowej chwili, po włączeniu, kontrolowane źródło prądu VT3-VT4 otworzy się z plusem przez rezystor R7, więc opóźnienie fazowe impulsów generowanych przez generator na tranzystorach VT1-VT2 jest minimalny. Tyrystory VS1 i VS2 otwierają się niemal natychmiast wraz z pojawieniem się półfali sinusoidy prądu przemiennego, a moc pobierana z transformatora jest maksymalna. W miarę ładowania kondensatorów C1-C4 pojawi się prąd ładowania akumulatora, co spowoduje spadek napięcia na boczniku amperomierza R14. Napięcie to jest podawane przez rezystor R20 na wejście odwracające komparatora napięcia DA1.1, porównywane z ustawionym napięciem odniesienia z rezystora zmiennego R27.

Gdy tylko spadek napięcia na boczniku R14 przekroczy przykładowy, komparator DA1.1 przełączy się i na jego wyjściu pojawi się niski poziom (prawie „masa”). Ten niski poziom jest podawany przez diodę VD7 i rezystor R13 do podstawy tranzystora VT4, a kontrolowane źródło prądu zaczyna się zamykać, zwiększając jego rezystancję w obwodzie kondensatora Sat. Impulsy generatora są generowane później, tyrystory VS1-VS2 otwierają się mniej, a zużycie energii również spada. Wraz ze spadkiem prądu ładowania komparator ponownie powraca do swojej pierwotnej pozycji, bez wpływu na tranzystory VT3-VT4. W ten sposób przeprowadzana jest regulacja szerokości impulsu prądu ładowania.

Na komparatorze DAI. 1 to obwód do monitorowania napięcia wyjściowego. Gdy tylko przekroczy ustawioną wartość (zwykle 14,6 V), komparator DA1.2 również się przełączy i podobnie, tylko przez diodę VD8, następnie przez rezystor R13 zamknie tranzystory VT3-VT4, a generator impulsów wyłączyć, prąd ładowania zostanie zatrzymany. Ze względu na odpowiednio szeroką pętlę histerezy utworzoną przez rezystory R27, R28, dopiero gdy napięcie na zaciskach ładowarki spadnie do 12,7 V, komparator powróci do pierwotnego położenia, a ładowarka zacznie działać. Dioda LED HL2 sygnalizuje koniec ładowania.

Jak wspomniano powyżej, zastosowano tutaj nową zasadę sterowania napięciem, która poprawia dokładność wyzwalania. Napięcie jest kontrolowane tylko w wąskich odstępach czasu między półfalami sinusoidy AC, przez resztę czasu czułość komparatora jest znacznie niedoszacowana. Węzeł jest wykonany na chipie DDI i elementach pomocniczych VD4, VD5, VD9, VD10, R8, R9, R10.

Na mikroukładach DD 1.1-DDI.2 wykonany jest kształtownik impulsów, odizolowany od dodatnich półfal sinusoidy prądu, pobranych z uzwojenia wtórnego transformatora T1 przez diody prostownicze VD1-VD2, które są zasilane przez rezystor R8 i dioda Zenera VD4 do wejścia mikroukładu DD1.1. Dzięki diodzie Zenera VD4, która odcina część napięcia, a także dzięki progowym właściwościom układu DDI, wyjście DDI .2 będzie miało impulsy o częstotliwości 100 Hz i czasie trwania 7… 8 ms (czas trwania zależy od napięcia zasilania). Na wyjściu układu DDI .3 pojawią się odwrócone impulsy o czasie trwania 2 ... 3 ms z okresem 10 ms. W tych odstępach czasu (2...3 ms) gwarantowany jest brak prądu ładowania, a przyłożone impulsy z wyjść układu DDI .3 przez diodę VD10 nie wpływają na wejście nieodwracające komparatora DA1.2 . W tym czasie kontrolowane jest napięcie wyjściowe.

W okresie braku impulsów na wyjściu DDI .3 tj. występuje niski poziom, znacznie ominie wejście kontroli napięcia, skutecznie wyłączając komparator DA1.2. Kiedy komparator DA1.2 jest wyzwolony, jego niski poziom, podany na wejście układu DD 1.3 przez diodę VD9, uniemożliwia przejście impulsów przez układ DDI .3, na jego wyjściu występuje wysoki poziom i to nie wpływa na komparator. W praktyce wprowadzenie takiej zasady regulacji napięcia umożliwiło uzyskanie bardzo dokładnego odłączenia akumulatora od ładowarki.

Wymagania dotyczące części zainstalowanych w pamięci nie są krytyczne, możliwe są tutaj różne zamiany tranzystorów i diod. Lepiej jest wymienić tyrystory na bardziej nowoczesne, takie jak T-112 itp. Induktor L1 jest zainstalowany w celu ochrony tyrystorów przed znacznymi prądami podczas ładowania kondensatorów C3C4. Cewka wykonana jest na rdzeniu Ř12x25 ze szczeliną 0,1 mm, nawijanym drutem PEL 2,02 aż do wypełnienia.

Bez kondensatorów filtra mocy obwód sterowania prądem nie działa, a ich obecność jest nawet pożądana, ponieważ. ładowanie będzie zbliżone do ładowania prądem stałym, co będzie korzystne dla akumulatora. Pojemności kondensatorów, zwłaszcza C3 i C4, można zwiększyć, zmniejszając w ten sposób tętnienia napięcia, które na wyjściu pamięci przy wskazanych wartościach znamionowych C1-C4 wynoszą 1,5 V przy prądzie obciążenia 5 A.

W przypadku generatora impulsów wybrano obwód z wyjściem transformatora, ponieważ wieloletnia praktyka serwisowania różnych urządzeń opartych na tyrystorach wykazała ich dobrą niezawodność, w przeciwieństwie do obwodów ze sprzężeniem galwanicznym z tyrystorowymi elektrodami sterującymi. Tutaj tyrystory szybko zawodzą nawet w bardzo nieobciążonych obwodach sterowania mocą. Transformator T2 zastosował typowy MIT-3 (można zastosować FIT4), ale można też zrobić go samemu na rdzeniu Sh7x6, wszystkie zwoje nawinięte są drutem PEL 0,15, każde uzwojenie zawiera 40 zwojów.

Obwód do monitorowania i ustawiania napięcia wyjściowego, zmontowany na rezystorach R17, R19, R20, został wybrany ze względu na łatwość instalacji, są one instalowane na panelu w pobliżu zacisków wyjściowych.

Transformator mocy T1 wykonany jest z żeliwa w kształcie litery U o szerokości 35 mm i grubości zestawu 38 mm. Uzwojenie pierwotne jest uzwojone drutem PEL 0,7, 890 zwojów, uzwojenie wtórne jest uzwojone drutem PEL-1,7, 70 zwojów na pół uzwojenia.

Bocznik amperomierza, w przypadku jego braku, można łatwo wykonać z kawałka drutu stalowego o średnicy 1,8 ... 2 mm, długości 15 ... 18 cm, skręconego w spiralę. Następnie rezystor R15 kalibruje skalę przyrządu pomiarowego na prąd 10 A lub inną wybraną skalę. Jest to łatwiejsze i łatwiejsze niż wybranie bocznika dla urządzenia. Do przyrządu dostosowana jest również dodatkowa rezystancja R16 do pomiaru napięcia pod wybraną skalą przyrządu.

W razie potrzeby histerezę komparatora napięcia można usunąć poprzez wyłączenie z obwodu rezystora R22, wówczas po osiągnięciu zadanego napięcia prąd obniży się do wartości prądu akumulatorów, którego wartość zależy od rodzaju akumulatora i jego zużycie. Wtedy nie ma szczególnej potrzeby instalowania układu DD1. W tej pojemności pamięć może pracować jako osobny zasilacz. Rezystor R18 może regulować napięcie wyjściowe, a rezystor R27 - ustawić ograniczenie prądu w obwodzie mocy.

Literatura:

Obwody scalone. wzmacniacze operacyjne. Tom /. - M: Fizmatlit, 1993.-240 s.

Autor: B.G. Erofiejew

Zobacz inne artykuły Sekcja Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ekstrakt z grzybów przeciw rakowi 27.11.2017

Wiadomo, że grzyby są jednym z głównych źródeł antybiotyków przeciwbakteryjnych. Jednak antybiotyki to nie jedyna rzecz, jaką można z nich uzyskać. Naukowcy z Instytutu Biofizyki Teoretycznej i Doświadczalnej (ITEB) Rosyjskiej Akademii Nauk w Pushchino wraz z kolegami z Virion LLC odkryli, że ekstrakt z entomopatogennego grzyba Lecanicilium lecanii zapobiega wzrostowi nowotworowych komórek krwi.

Komórki rakowe mają wiele sztuczek, które pozwalają im dzielić się, dzielić, dzielić. Jednym z białek wspierających niekontrolowany podział komórek jest enzym lipooksygenaza (dokładniej 15-lipoksygenaza, gdyż cała grupa enzymów nazywana jest lipooksygenazami). W zdrowych komórkach enzym ten pełni różne ważne funkcje związane z utlenianiem kwasów tłuszczowych, ale w komórkach złośliwych 15-lipoksygenaza zaczyna działać na korzyść choroby.

Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że ekstrakt z grzyba L. lecanii tłumił aktywność enzymu w zdrowych komórkach krwi szczura. Pozostało zobaczyć, czy ekstrakt będzie miał wpływ na chore komórki. W tym celu myszom zaszczepiono komórki białaczki limfocytowej, a po tym, jak choroba „żyła” u zwierząt przez pewien czas, pobrano z nich komórki nowotworowe i potraktowano ekstraktem z grzybów. Artykuł w Biuletynie Biologii Eksperymentalnej i Medycyny stwierdza, że sporo chorych komórek zmarło po takim leczeniu, chociaż ekstrakt z L. lecanii był nadal mniej skuteczny niż inne substancje hamujące lipooksygenazę.

Naukowcy potraktowali również zdrowe limfocyty T ekstraktem, który wcześniej był narażony na promieniowanie. Wiadomo, że 15-lipoksygenaza wyzwala program samobójczy w zdrowych komórkach, jeśli zostały one zbyt mocno uszkodzone. Radioterapia niszczy normalne komórki krwi właśnie dlatego, że promieniowanie jest dla nich bardzo traumatyczne – ale być może ich śmierci można uniknąć, tłumiąc aktywność lipooksygenazy.

Prawidłowe limfocyty T po napromieniowaniu nie umierały tak bardzo, jeśli były traktowane ekstraktem z L. lecanii, a im bardziej stężony ekstrakt, tym więcej komórek T przeżyło.

W przyszłości substancje zawarte w ekstrakcie z L. lecanii będą mogły być stosowane w skojarzonej chemioterapii i radioterapii: utrzymają zdrowe komórki krwi „na powierzchni” i jednocześnie pomogą w niszczeniu chorych komórek. To prawda, że nadal musimy najpierw przetestować antyonkogenne właściwości ekstraktu na różnych typach komórek nowotworowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Technologia procesowa SOI dla chipów RF do zastosowań masowych

▪ Efekt pamięci akumulatorów litowo-jonowych

▪ Kolorowy e-papier w 2012 r.

▪ Nowa aplikacja do silnika wodorowego

▪ Muzyka to sekret postępu dzieci

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrofony, mikrofony radiowe. Wybór artykułów

▪ Artykuł Próżna ostrożność. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego Persowie zdecydowali się podarować Rosji diament szacha? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pętla Capstan. Wskazówki podróżnicze