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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在功率相对较低的电网中，许多电动工具和焊机的同时运行会导致电源电压出现浪涌和骤降，导致我之前组装的所有充电器都无法工作或需要持续监控。在手动调节充电电流的设备中，当电源电压大幅下降（降至 170 V）时，必须将电流调节器设置为最大值。如果你没有跟踪电源电压，那么充电电流就会超过极限值，最好的情况是保险丝会熔断，最坏的情况是变压器会熔断。事实证明，稳定的调节器无法跟踪电源电压如此大范围的变化，并且由于突然的浪涌和骤降，它们导致了上述后果。

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调节器是一种为了保证调节稳定性，在反馈电路中形成滤波器的特殊频率响应的系统。当受控参数缓慢远离设定值时，滤波器的行为就像一个积分器，而当它快速移动时，它的行为就像一个无惯性链接。从一种模式到另一种模式的转变由截止频率的值决定，在该频率下控制环中的相移不超过允许值并保证系统稳定性。

充电器示意图如图 1 所示。一。

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（点击放大）

充电电流的来源是网络变压器T1的两个次级绕组IV和V，它们分别与二极管VD1、VD2和VD3、VD4一起构成两个并联的全波整流器。可变电阻R14可在1～10A范围内平滑地改变电流，并保持设定值的稳定性。该单元是按照传统的相控电路制作的，唯一的区别是没有采用晶闸管，而是采用了大功率场效应晶体管VT1作为调节元件。这一决定带来了控制的简易性和设计的便利性。

相位控制方法涉及使用锯齿波电压来生成调节元件的控制脉冲。为了使该电压与电源电压过零时的时刻同步，使用了一个单元，该单元由元件 VD6-VD8、R1、R2、R9、R10 和比较器 DA4 组装而成，由连接在中的半绕组 II I I I-2 供电。系列。

当绕组II上的电压为零时，微电路辅助电源输出端经电阻R7、R9提供的反向电压使二极管VD10截止，比较器切换到集电极开路输出（引脚9) 电压低。

通过该输出和限流电阻器 R13，电容器 C8 放电，并通过电阻器 R8 从同一辅助电源持续充电。因此，在电容器 C8 上形成锯齿电压，该电压与网络中电压的零相相关。

比较器DA5根据施加到反相输入端的斜坡电压和PI滤波器在非反相输入端的输出电压来控制控制晶体管VT1。当锯齿波电压达到同相输入端的电平后，集电极开路输出端将建立一个接近于零的电压，这将关闭晶体管 VT1。

正在充电的电池的正极电路包括两个并联的电阻R3和R5，其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提供给运算放大器 DA3 处组装的有源贝塞尔低通滤波器的输入。滤波器类型的选择取决于其频率响应的均匀性，以及相位响应的高线性度和短的稳定时间。

低通滤波器的截止频率约为8 Hz。它由元素R4、R6、C3、C4决定。滤波器有效抑制100Hz充电电流的基波谐波，但其惯量不宜过大。

带有附加电阻R1、R12的微安表RA16连接到低通滤波器的输出，其读数与充电电流的平均值成正比。使用微调电阻 R16 校准微安表的充电电流（以安培为单位）。低通滤波器的输出还向由电阻器 R11、R14、R15 形成的加法器提供电压。可变电阻R14调节充电电流。提供给电阻器 R11 和 R15 连接点的信号之间的差值提供给 PI 滤波器的输入。

PI滤波器组装在运算放大器DA6和元件R17、R19上。 C10。根据低通滤波器的惯性，调节器的极限频率选择接近8 Hz。随着频率降低，滤波器的传输系数增加，并且在零频率附近，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差异。在8Hz或更高的频率下，传输系数仅由电阻器R17、R19的值决定。约为 27 分贝。

这样，失配信号通过比较器DA1作用于控制晶体管VT5，将电阻R11和R15连接点处的上述信号的电压值差减小为零。

为了给器件中的比较器、运算放大器和其他部件供电，提供了一个辅助双极电源，该电源由变压器 T1 的半绕组 III.2、III.1、整流器 VD5、稳压器 DAI、DA2 和平滑氧化物电容器 C1 形成， C2、C5、C6。 HL1 LED 指示设备已连接到网络。带有电动机M1的风扇用于强制冷却一组大功率二极管VD1-VD4和晶体管VT1。

大多数设备部件都放置在通用技术板上；安装是用绝缘线进行的。电阻器 R3...R5 为线绕 C5-16V。其余常数为 OMLT、MLT 或 MT。变量R14 - 具有线性特性的电线。 PPB-1 修剪器 R16 - SPZ-39A。

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。

旧显像管电视上的变压器 T1 - TS-180。磁芯必须拆卸，除初级 I 外的所有绕组都必须从线圈上绕制，保留纸质层间垫片，并且必须绕制新的。首先，将绕组 II.1 放置在一个线圈上，将 II.2 放置在另一个线圈上，每个线圈 37 匝。 PEV-2 0,18。然后还有 III.1 和 III.2，各 55 匝电线。 PEV-2 0.38。绕组 IV 和 V 最后缠绕，各 150 匝。 PEV-2 0,86 从中间轻敲。需要缠绕和层间垫片。

位于不同线圈上并沿一个方向缠绕的半绕组应逆时针连接（即首尾相连），如图所示。

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。

微安表 RA1 - M4206，箭头的全偏转电流为 100 μA。网络拨动开关 SA1 - MT-1。充电电池端子上的夹子是鳄鱼型的大弹簧夹，可以在收音机零件或汽车零件商店购买。

拆下盖子后充电器的视图如图 2 所示。 XNUMX.

汽车电池充电装置 .

为了初步检查充电器的功能，将功率为 100 W 的有源负载连接到其输出（灯丝并联的汽车前照灯）。在此之前，将充电电流调节器R14设置到最大阻值的位置，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。确保 R14 调节器允许您在既定限制内更改充电电流，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 R1 的滑块，将微安表 RA1 的箭头设置为最终刻度。

作者：Dymov A.

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