充电器的自动前缀。方案、说明

自动连接到充电器。无线电电子电气工程百科全书

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该杂志一直非常关注汽车电池的正确维护问题。例如，去年发表了一篇关于该主题的文章（I. Herzen。“自动连接充电器”，《无线电》，1997 年，第 7 期，第 45、46 页）。下面的工作是朝这个方向迈出的又一步。

汽车电池在长期（几个月）存放期间会发生自放电，因此建议每月至少充电一次。然而，传统的充电方法无法防止极板的硫酸盐化，从而逐渐导致电池容量下降和使用寿命缩短[1]。因此，电池定期用电流（以安培为单位）放电至标称容量（以安培小时表示）的 1/20，电压达到 10,5 V，然后充电至电压 14,2...14,5五、这样如果电池严重硫酸化或长期处于半放电状态，应重复多次充放电循环。

下面描述的附件设计为与提供所需充电电流并在输出端具有脉动充电电压的充电器配合使用。例如，工业生产的设备 UZ-A-6/12 (Vyborg)、UZR-P-12-6,3 (Yuryev-Polsky) 以及 [2, 3] 中描述的业余设备是合适的。机顶盒允许您将电池放电至 10,5 V 电压，放电完成后，自动开始以具有放电分量的电流进行充电（充放电分量的比例为 10:1）。当电池端子上的电压达到 14,2...14,5 V（相当于 100% 充电）时，设备停止充电。当没有充电电流时它控制电压。如果电源电压出现故障，设备将停止对电池放电。放电-充电循环可以是单个或多个。

前缀机示意图如图 1 所示。一。

（点击放大）

当光耦合器U1闭合时，机顶盒的电源由市电、充电器和充电电池GB3组合而成。

带有分压器 R14,2R14,5 和 R10,5R1 的定时器比较器 DA4 [7] 用作阈值元件，在电池上的两个电压值处生成信号 - 充电时为 10...8 V，放电时为 11 V。在其输入 R 和 S 处，正在充电或放电的电池上的电压与上述阈值进行比较，该阈值由定时器的电源电压、定时器内部分压器的电阻器的电阻和其输入端 UR 上的电压（从齐纳二极管 VD2 上移除）。可以使用微调电阻器 R10 和 R11 更改比较器的下限和上限响应阈值。该定时器由 VD3R9 参数稳定器供电。

放电不太强烈的 12 伏电池的电压通常为 12,6...1 V。当设备在连接电池的情况下连接到网络时，定时器将设置为与高电平电压相对应的状态。其输出，晶体管VT3将打开。光耦合器 U1 的二极管将打开，电池将开始充电，这将通过 HLXNUMX LED 亮起来指示。

然而，通常情况下，所连接电池的充电状态是未知的，因此在开始充电之前，建议将其放电至 10,5 V 电压。要打开放电模式，在连接电池后，短按 SB1 “开始按钮。通过触点SB1.1，定时器的输入R将接收来自连接到输出的电池的电压并将其切换到相反的状态（输出为低电平），晶体管VT1将关闭并关闭LED HL1。

同时，通过闭合触点SB1.2，低电平到达组装在元件DD1.1、DD2.2上的RS触发器的上部输入。当元件 DD1.1 的输出出现高电平电压时，触发被设置为状态。

当开关SA1的触点位置如图所示时，由反相器接通的元件DD1.3、DD1.4的输出端工作有低电平电压。由于光耦合器 U2 的光电晶体管处于开路状态（并且在向控制台提供电源电压时它始终处于开路状态），因此足以使该晶体管饱和的电流流过晶体管 VT4 的基极、电阻器 R23、光电晶体管光耦合器和逻辑元件DD1.3和DD1.4的输出。

电池放电电流流过EL1白炽灯——大约2,5A——对应于20ST6电池的55小时放电模式。维修不同容量的电池时，应使用适当功率的灯。

市电电压通过阻尼电阻R1提供给二极管电桥VD1，经过整流后为光耦合器U1和U2串联的LED供电。电容C1和电阻R2构成光耦合器U2的LED的平滑滤波器。当市电电压出现故障时，该光耦的光电晶体管截止，从而导致VT4晶体管截止并停止电池放电。

当电池放电时，其端子上的电压会降低。当电压达到 10,5V 时，定时器将切换，晶体管 VT1 和 VT2 将打开。打开晶体管 VT1 将导致设备进入充电模式，切换 RS 触发器并关闭晶体管 VT4，同时打开晶体管 VT3。

充电电流根据电池使用说明书使用充电器设定，即等于电池容量的1/10或1/20。如果在没有操作员控制的情况下进行充电，则必须确保由于电源电压波动而导致的充电电流波动受到限制。稳定电流的最简单方法是将一串两个或三个功率为 40...50 W 的并联汽车灯连接到充电器输出线之一的断路处 [5]。通过将功率为 220...200 W 的 300 V 灯插入充电器的一根输入（电源）线，可以达到相同的效果。

充电电流包含定量的放电成分，这对电池中电化学过程的流动具有有益的影响[1]。放电组件的电流由电阻R19（约0,5A）决定。

充电过程中，电池极柱电压逐渐升高。众所周知，充满电的电池电压为 14,2...14,5 V [1]。该电压是在没有充电电流的情况下测量的，因为根据电池放电程度，充电脉冲会使其端子处的瞬时电压值增加 1...3 V。

为了确保这种测量模式，器件使用了 U1、R4、VT2 元件。在充电模式下，晶体管VT2打开。在图中。图 2 显示了解释光耦合器 U1 和 U2 工作的电压和电流图。电源电压通过二极管电桥（图 1）进行整流，并提供给光耦合器 U1 和 U2 的 LED。

自动连接到充电器

当通过光耦合器 U1 的 LED 的电流（图 1）超过光电晶体管的开启电流时，光耦合器 U2 的光电晶体管打开。在这种情况下，电阻器 R4 绕过微调电阻器 R11，并且定时器 DA1 的上限阈值增加。当电源电压过零时，光电晶体管关闭，定时器阈值降低至 14,2...14,5 V。此时，没有充电电流流过电池。测量发生在网络的每个半周期，即每秒 100 次。测量持续时间 - 1...3 毫秒。

只要机顶盒上有电源电压，就有电流流过光耦U2的LED，从而使光耦U2的光电晶体管开路。

一旦电池电压在没有充电电流的情况下达到 14,2...14,5 V，定时器 DA1 将切换（输出处将出现低电平）并且充电将停止。由于RS触发器的输出仍然保持高电平，因此设备可以长时间保持这种状态，最多可达几天。电池消耗的电流很小（20...30 mA），不会引起明显的放电。

如果需要对电池进行放电-充电循环的重复训练，则根据图表将开关 SA1 的触点移至下部位置。在这种情况下，RS 触发器被禁用，只要有电源电压并且连接正在充电的电池，充电和放电就会交替进行。

电容器C2、C3增加定时器的抗噪声能力。电阻器R19、R22确保晶体管VT3、VT4在没有基极电流时可靠地保持闭合状态。

该器件可以使用 KT608、KT603、KT608、KT3117 系列中的任何晶体管来代替 KT815B； KT503B-KT315、KT501、KT503、KT3117； KT814B - KT814、KT816、KT818、KT837，而不是 KT825G - 该系列中的任何一个。光耦TO125-10可以用T0125-12.5、TO2-10、TO2-40、TSO-10替代。

我们将用字母索引 A、B、V 的 KTs407、KTs402 替换 KTs405A 二极管电桥。建议使用带有小稳定 TKN 的 VD3 齐纳二极管；D818 系列的任何齐纳二极管都适用。

氧化物电容器C1——K50-16、K50-35或K50-29； C2、C3 - KM-66、K10-23、K73-17 等。微调电阻器 R10、R11 - 任意多匝，例如 SP5-2。电阻器 R20 - 功率为 10 或 15 W（极端情况下为 7,5 W）的 PEV；其余的是 MLT、OMLT、S2-23。按钮 SB1 和开关 SA1 - 任意，例如分别为 KM2-1 和 MT1。

该设备的大部分元件都安装在由 2 毫米厚的镀箔玻璃纤维层压板制成的印刷电路板上（图 3）。

自动连接到充电器

光耦dinistor U3和晶体管VT4安装在散热片上，散热面积为100...150 cm2。该板可安装在任何尺寸合适的情况下（在作者的版本中 - 260X100X70 毫米）。充电和放电电流所流过的连接必须使用横截面积至少为 2 mm2 的电线进行。建议选择将设备连接到电池的软线。

要设置该设备，您需要一个电压可调范围为 9 至 15 V、负载电流至少为 0,6 A 的实验室直流电源和一个电压表。首先，暂时断开充电器和灯EL1，并用实验室电流源替换正在充电的电池。

使用电压表将源电压设置为 10,5 V，使用微调电阻 R10 设置比较器打开 LED HL1 的下阈值，然后将电压设置为 14,2...14,5 V，使用微调电阻 R11 设置打开 LED HL2 的上限阈值。

组装好的前缀外观如图所示。四。

自动连接到充电器

为了确保整个充电装置的电气安全，必须将负载（电池）与供电网络进行电隔离（分离）。机顶盒中的去耦元件的作用是由光耦合器（U1和U2）起到的。不幸的是，笔者选择的AOT110系列光耦合器并不能消除触电的危险，因为它们的额定绝缘电压并不能消除触电的危险。超过100 V。只有那些绝缘电压不低于500 V的光耦合器才适用于机顶盒，光电晶体管是复合型的（尤其是光耦合器U2），例如AOT127系列。

文学

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Talanov N.，Fomin V. 启动电池充电器。 - 广播，1994 年，第 7 期，第 29 页XNUMX.
Zeldin E.集成定时器KR1006VI1的应用。 - 广播，1986 年，第 9 期，第 36 页37、XNUMX。
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Gazizov M. 用于充电和恢复电池的自动装置。：周六：“帮助业余无线电爱好者”，卷。 94，p。 3-7. - M.：DOSAAF，1986 年。

作者：A. Evseev，图拉

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