一种为汽车电池充电的设备。方案、说明

一种给汽车电池充电的装置。无线电电子电气工程百科全书

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在相对低功率的电网中，许多电动工具和焊机同时运行会导致电源电压出现浪涌和骤降，以至于我之前组装的所有充电器都无法正常工作或需要持续监控。在手动调节充电电流的设备中，电源电压大幅下降 - 高达 170 V - 有必要将电流调节器设置为最大值。如果没有观察到电源电压的上升，则充电电流超过了限值，最好的情况是保险丝熔断，最坏的情况是变压器熔断。

我必须更彻底地解决这个问题，而且，正如实践所表明的那样，这不是徒劳的。新充电器几年的运行已经证实，只有完全没有电源电压才能阻止电池充电。在新设备中使用比例积分 (PI) 控制器可以在任何不稳定因素的作用下更准确地保持指定的充电电流。

PI控制器是在反馈电路中形成滤波器的特殊频率响应以保证调节稳定性的系统[1]。随着受控参数与设定值的缓慢偏离，滤波器表现为积分器，并且快速偏离 - 作为非惯性链接。从一种模式到另一种模式的转变由控制环中的相移不超过允许值并保证系统稳定性的截止频率的值来确定。

汽车电池充电装置
图。 1

充电器示意图如图 1 所示。 1、充电电流的来源是网络变压器T1的两个次级绕组IV和V，分别与二极管VD2、VD3和VD4、VD14并联组成两个全波整流器，电流可以通过以下方式平滑改变可变电阻 R1 范围从 10 到 1 A，具有稳定设定值该节点是根据传统的相位控制方案制作的，唯一的区别是不是晶闸管，而是使用强大的场效应晶体管 VTXNUMX 作为一个调节元件。这一决定导致易于控制和设计便利。

相位控制方法涉及使用锯齿电压来为调节元件生成控制脉冲。为了使该电压与电源电压过零的时刻同步，使用了一个节点，组装在元件 VD6-VD8 R1、R2、R9、R10 和比较器 DA4 上，由串联的变压器供电，根据半- 绕组 II 1 II.2。

当绕组II上的电压为零时，VD7二极管被微电路辅助电源输出通过电阻R9、R10的反向电压闭合，比较器切换到集电极开路输出状态。（引脚 9）有一个低电压。通过这个输出和限流电阻器 R13 对电容器 C8 放电，通过电阻器 R18 从同一辅助电源不断充电。因此，参考网络中电压的零相位，在电容器C8上形成锯齿电压。

比较器DA5根据加在反相输入端的锯齿电压和同相输入端PI滤波器的输出电压控制调节晶体管VT1。在锯齿波电压达到同相输入端的电平后，集电极开路输出将设置为电压。接近零，这将关闭晶体管VT1。

可充电电池的正极电路包括两个电阻R3和R5，它们并联并执行电流测量元件的功能。从这些电阻器获取的充电电流脉冲被馈送到组装在运算放大器 DA3 上的有源贝塞尔低通滤波器的输入端。

滤波器类型的选择是由于其频率响应的均匀性以及相位响应的高线性度和较短的稳定时间 [2]。

低通滤波器的截止频率约为8 Hz。由R4的元素决定。 R6。 C3。 C4 滤波器有效抑制100Hz充电电流的基波谐波。但其惯性不宜过大。

带有附加电阻器 R1、R12 的微安表 RA16 连接到低通滤波器的输出端，其读数与充电电流的平均值成正比。用微调电阻 R16 以充电电流的安培为单位校准微安表。

从低通滤波器的输出端，电压也被提供给由电阻器 R11 R14 R15 形成的加法器。可变电阻R14调节充电电流，提供给电阻R11和R15连接点的信号之差被馈送到PI滤波器的输入端。

PI 滤波器组装在运算放大器 DA6 和元件 R17、R19、C10 上。基于 LPF 的惯性。控制器的极限频率选择接近 8 Hz。随着频率降低，滤波器增益增加，并且在接近零频率时，理论上会增加到无穷大。这实现了充电电流的指定值和实际值之间的最小不匹配。在 8 Hz 或更高的频率下，传输系数仅由电阻器 R17、R19 的值决定。它大约等于 27 dB。

因此，失配信号通过比较器DA1作用在控制晶体管VT5上，消除了上述信号在电阻R11和R15的连接点处的电压值差异。

为了给设备的比较器、运算放大器和其他组件供电，提供了一个由变压器 T111.1 的半绕组 2、III.1 形成的辅助双极源。整流器VD5、稳压器DA1 DA2和平滑氧化物电容器C1、C2、C5、C6。 LED HL1 - 网络中包含设备的指示器。带有电动机 M1 的风扇用于强制冷却一组强大的二极管 VD1-VD4 和晶体管 VT1。

该设备的大部分部件都放置在通用技术板上，安装由绝缘电线组成。电阻器 R3、R5 - 线 C5-16V。其余常数 - OMLT、MLT 或 MT 变量 R14 - 与线性特性 PPB-1 调谐 R16 - SPZ-39A 连接。

氧化物电容器最适合在高温下工作。其余的电容器是任意的。

变压器 T1 - 旧管电视的 TS-180。磁路必须拆开，所有绕组必须从线圈绕制，除了初级I，保留纸夹层，并绕新的。 11.1和III.2，37匝线PEV-2 0,18 最后的绕组IV和V用111.1匝PEV-2 55线绕制，中间有抽头，需要绕线和层间隔片。

如图所示，位于不同线圈上并以相同方向缠绕的半绕组应以相反方向（即端到端）连接。

二极管 VD1-VD4 和晶体管 VT1 安装在带有 DL-43 风扇的计算机处理器组件的公共散热器上，没有绝缘垫圈。面积约为5平方厘米的板状散热器还应配备稳定器DA2。

微安计 RA1 - M4206 具有箭头 100 μA 的全偏转电流。网络拨动开关 SA1 - MT-1 用于给电池引线充电的大弹簧夹，鳄鱼型，可在无线电配件商店或汽车配件商店购买。

汽车电池充电装置
图。 2

拆下盖子后充电器的视图如图 2 所示。 XNUMX.

为了初步检查充电器的性能，将一个 100 W 的有源负载连接到其输出端（一个灯丝并联的汽车前照灯），在此之前，将充电电流调节器 R14 设置为最大电阻位置，这将对应于最小电流。负载与控制电流表串联连接到充电器的输出端。他们相信调节器 R14 允许您在既定限制内改变充电电流，如有必要，可以通过选择电阻器 R15 进行调整。

然后，将电池与控制电流表串联连接到设备的输出端。在控制电流表上设置 10 A 的充电电流，并移动电阻器 R16 的滑块，将微安表 RA1 的箭头设置为最终刻度。

文学

1. Titze U., Shenk K. Semiconductor 电路（翻译自德语）。 - M。和平，1983 年。
2. Volovich G.I. 模拟和模拟数字电子设备的电路。 - M.. Dodeka，2005 年。

作者：A. Dymov，奥伦堡；出版：radioradar.net

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