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文章评论

汽车电池通常使用没有电流稳定器的设备进行充电。在这种情况下，本文提出的设备可以客观地确定电池充电的结束。此外，它将以任意形状和充电电流的平均值来实现这一点。

以稳定电流对电池充电的结束通常是在已知时间段到期时确定的（所谓按时间充电）。但实际上，充电电流会因各种不稳定因素的作用而发生变化。由于电池的内阻很小，即使充电电压的微小变化也会引起电流的显着变化。

另一方面，在充电器中引入电流稳定器使设备的设计显着复杂化并降低了效率。无论如何，商业制造的汽车充电器通常不提供充电电流的稳定性。

众所周知，为了将电池充满电，需要告知其一定的电量（电量），该电量等于充电时间与平均电流的乘积。换句话说，充电结束可以通过报告给电池的电量值来确定。这种情况下，充电过程中电流的变化不会影响充电，而只会导致充电时间的增加或减少。

在其他情况下也需要测量电荷。例如，在对电池进行训练充电时，总是需要找出放电至最小允许电压时所提供的容量。在执行各种电化学过程（例如电镀）时，测量通过溶液的电量也很有用。

为了测量在不稳定电流条件下通过测量电路的电荷，开发了下述装置。其原理图如图所示。 1.

（点击放大）

该设备的基础是基于 DA1 芯片的电压频率转换器。其输入端的电压与充电电流成正比，来自电流测量电阻器 R1、R2（来自其中之一或两者，具体取决于 SA1 切换开关选择的测量限值）。由于转换函数是线性的，因此DA1芯片的输出频率与充电电流成正比。文献[1008]中详细描述了集成转换器KR1PP1,2的操作。因此这里省略。

转换器的输出脉冲电压馈送到分频器DD1的输入端。它将输入脉冲的频率降低了 32768 60 = 1 966 080 倍。选择转换因子和分频因子，使得当转换器输入端的电压为1 V时，计数器输出端的脉冲间隔为0.1小时（或360秒）。换句话说，仪表输出处的一个脉冲对应于通过测量电路的 0.1 A h 的电荷。当拨动开关 SA1 的触点打开时，或当它们闭合时，为 1 Ah。

通过简单的计算，您就可以确定所需的转换系数：1966080/360=5461 Hz/V。因为这个频率明显高于 50 Hz（超过 100 倍）。测量脉动（全波整流后）电流所携带的电荷时的转换误差应该是微不足道的，这一点已通过实验得到证实。

两位二进制十进制脉冲计数器，由两个以 10 DD2 为模的计数器制成。 DD3 带数字指示器 HG1。 HG2。计算安培小时数或其十分之一。 “1Ah”模式下HG10指示灯小数点亮，负载电路中有充电电流流过时HG2指示灯小数点闪烁，且次数越多，电流越大。

为了设置在给定电荷流过之后断开充电电流源的时刻，该装置具有由两个十进制计数器-解码器DD4组成的安装块。 DD5。开关 SA3、SA4 和元件 DD6.1 上的逻辑节点。 DD6.2。

计数器 DD2 - DD5 的状态变化是通过输入脉冲的下降而发生的，并通过向输入 R 施加高电平电压来设置为初始状态。

在电量测量模式下，通过SA3和SA4开关设置所需的电量值，通过SA1拨动开关选择电表容量“10Ah”或“100Ah”（计数器最低有效位的分频值）分别为 0.1 或 1 Ah）。该设备的输入端按照图 2 所示的方式连接到负载电路中的断路。 2、a、向设备提供电源电压并闭合拨动开关SAXNUMX“启动”的触点。

收费表

该图显示了用于测量报告给可充电电池GB1的电量的装置的功能图。根据相同的方案，组装用于执行电化学过程的装置。

过了一会儿，计数器DD4的那些输出。 DD5。它将连接到开关SA3、SA4的动触点。会出现高电压。相同的电平将出现在元件 DD6.2 的输出处。结果，第一。基于 DD6.3 元件制成的发电机将开始工作。 DD6.4，产生频率约为2kHz的脉冲序列。蜂鸣器BF1发出信号，表明正在充电的电池已流过预定电量。

其次，晶体管VT1将打开，电磁继电器K1将工作，其触点K 1.1打开后将使负载断电。在此状态下，安装将一直进行。直到与网络断开连接。

电荷计由 DA2、DA9 微电路上制成的 2x3 V 双极稳压器供电。降压网络变压器T1——统一来自工商系列。电容器C6-C10。为了保护设备芯片免受干扰，请在每个芯片 DD1 - DD5 附近一次安装一个。

当电压-频率转换器的输入电压为1V时，指示器HG2的小数点以大约3s的周期亮起。指示流过负载电路的电流。这个电流越大。包含该点的次数越多。

HG1和HG2发光指示器的阴极灯丝由稳定器的负极臂供电。这样做是为了增加阳极元件和指示器阴极之间的电压差，从而可以增加显示器的亮度。仪表中的荧光指示器由低电压供电（铭牌电压 20 ... 30 V），因此它们的阳极元件直接连接到 K176IE4 计数器的输出，无需额外的晶体管。

IV-b指示器代替IV-ZA是合适的，但是它们更大并且消耗更多的阴极加热电流，因此需要选择电阻器R7。 R8。晶体管 VT1 - 任何低功率硅 npn 结构（例如，KT312、KT315、KT503、KT3117 系列）。二极管电桥 VD1、VD2 - KTs402-KTs405 系列中的任何一个： VD3 二极管 - 也是 KD503、KD509、KD510、KD513、KD521、KD522 系列中的任何一个。

电容器C4、C11——氧化物。 K50-16或K50-35； C3 - 陶瓷（KM-4.KM-5.K10-7V.K 10-47）或云母，并且它必须具有小的TKE（MPO），因为转换系数的稳定性取决于此；其余-任何类型，电阻R1由两个并联的C5-16V组成，标称值为0.2欧姆，功率为5瓦。它可以独立于一根粗的高电阻线制成。微调电阻R4——多圈SP5-2；其余为MLT、S2-23、S2-33，R2由两个电阻并联组成（例如额定值为1欧姆和10欧姆）。

继电器K1采用进口。 Best BS902CS（其绕组电阻为 500 欧姆。触点设计用于在 10 V 电压下切换高达 220 A 的直流和交流电流），尺寸为 20x15x15 毫米。可以从汽车组中选择适合充电表的家用继电器 [3]。

TPP232-127/220-50 变压器可由任何 TLL23 系列）-127/220-50-TPP235-127/220-50 替代。在这种情况下，次级绕组的连接方式应为二极管电桥VD1和VD2提供12…15V的电压。网络变压器也可以单独制作。它缠绕在磁带磁路 ShL16x20 上，绕组 I 包含 2400 匝 PEV-1 0.08 电线。绕组 II 和 III - 各 140 匝 PEV-1 0.25 电线。

声音压电发射器 BF1 - ZP 系列中的任何一款。拨动开关SA1-P2T或其他，设计电流至少为5A； SA2 - 任何。盐开关 SA3 - MPN-1。

电荷表组装在尺寸为 200x80x65 毫米的塑料外壳中。这些部件放置在两块由 Textolite 制成的板上，通过悬挂导体进行安装。其中一个尺寸为 190 130 毫米，安装在外壳底部，安装有 T1 元件。 VD1。 VD2。 DA2。 DA3、C4、C5、C11、C12、R1、R2、K1、BF1。其余部件焊接在用螺钉固定到 DAI 稳压器前面板的第二块板 (165x45 mm) 上。 DA2 安装在散热器上，每个散热器的冷却表面为 30...40 cm2。

按如下方式校准设备。根据图 2 的方案，仪表的输入触点包含在负载的开路中。 1,a，设置工作电流为1A。SA2拨动开关的触点应处于断开位置，SA1拨动开关应闭合。通过重复测量转换器 DA7（引脚 4）输出处的脉冲重复周期。微调电阻 R10 设置其六秒周期。然后检查计数器 DD1 的输出 M（引脚 XNUMX）处的六分钟脉冲周期的精度。如有必要，请使用相同的电阻进行校正。

应该注意的是，如果已知电池的实际容量并且放电至允许的下限，则可以客观地确定电池必须接受的充电量。

为了确定电池容量，根据图 2.6 中的方案组装放电装置。 XNUMX。

最大直流电流。它可以通过 SA100 开关“1A h”位置 - 10 A 和“10 A h”位置的输入电路。 - 1A。如果测量的电流是脉冲形式（例如，给电池充电时），则平均电流值必须减小到6 ... 7 A。否则，电阻器R1将过热。当拨动开关 SA1 的触点打开时，电流不应超过 1 A。

文学

Gutnikov V.S. 测量设备中的集成电子设备（第 2 版。修订和添加）- L. Emergoatomizdat。列宁格勒分公司。 1988 年。 269-273。
Yakubovsky S. V.、Nisselson L. I.、Kuleshova V. I. 等人。数字和模拟集成电路。手册（由 Yakubovsky S.V. 编辑）。 - M. 无线电和通信。 1990. p. 432-445。
Bannikov V.小型汽车电磁继电器。 - 收音机。 1994 年，第 9 期，第 42 页；第 10 页。 41.

作者：A. Evseev，图拉

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