Laturi pienille akuille. Auton akkujen latauspiirit. Yksinkertainen automaattinen laturi
Yritin lisätä tämän artikkelin otsikkoon kaikki tämän järjestelmän edut, joita tarkastelemme, enkä luonnollisestikaan onnistunut. Joten tarkastellaan nyt kaikkia etuja järjestyksessä.
Laturin tärkein etu on, että se on täysin automaattinen. Piiri ohjaa ja stabiloi tarvittavaa akun latausvirtaa, tarkkailee akun jännitettä ja kun se saavuttaa halutun tason, se laskee virran nollaan.
Mitä akkuja voi ladata?
Melkein kaikki: litium-ioni, nikkeli-kadmium, lyijy ja muut. Soveltamisalaa rajoittavat vain latausvirta ja jännite.Tämä riittää kaikkiin kotitalouksien tarpeisiin. Jos esimerkiksi sisäänrakennettu latausohjain on rikki, voit korvata sen tällä piirillä. Langattomat ruuvitaltat, pölynimurit, taskulamput ja muut laitteet voidaan ladata tällä automaattisella laturilla, jopa autojen ja moottoripyörien akut.
Missä muualla järjestelmää voidaan soveltaa?
Laturin lisäksi tätä piiriä voidaan käyttää vaihtoehtoisten energialähteiden, kuten aurinkoakun, latausohjaimena.Piiriä voidaan käyttää myös säädettävänä virtalähteenä laboratoriotarkoituksiin oikosulkusuojauksella.
Tärkeimmät edut:
- - Yksinkertaisuus: piiri sisältää vain 4 melko yleistä komponenttia.
- - Täysi autonomia: virran ja jännitteen hallinta.
- - LM317-siruissa on sisäänrakennettu suojaus oikosulkuja ja ylikuumenemista vastaan.
- - Lopullisen laitteen pienet mitat.
- - Suuri käyttöjännitealue 1,2-37 V.
Virheet:
- - Latausvirta 1,5 A asti. Tämä ei todennäköisesti ole haittapuoli, vaan ominaisuus, mutta määrittelen tämän parametrin tässä.
- - Jos virrat ovat yli 0,5 A, se on asennettava patteriin. Sinun tulisi myös harkita tulo- ja lähtöjännitteen eroa. Mitä suurempi tämä ero on, sitä enemmän mikropiirit kuumenevat.
Automaattinen latauspiiri
Kaaviossa ei näy virtalähdettä, vaan vain ohjausyksikkö. Virtalähteenä voi olla muuntaja, jossa on tasasuuntaaja, virtalähde kannettavasta tietokoneesta (19 V) tai virtalähde puhelimesta (5 V). Kaikki riippuu siitä, mitä tavoitteita tavoittelet.Piiri voidaan jakaa kahteen osaan, joista jokainen toimii erikseen. Ensimmäinen LM317 sisältää virran stabilisaattorin. Stabiloinnin vastus lasketaan yksinkertaisesti: "1,25 / 1 = 1,25 Ohm", jossa 1,25 on vakio, joka on aina sama kaikille ja "1" on tarvitsemasi stabilointivirta. Laskemme ja valitsemme sitten riviltä lähimmän vastuksen. Mitä suurempi virta, sitä enemmän tehoa vastus tarvitsee. Virralle 1 A – vähintään 5 W.
Toinen puolisko on jännitteen stabilisaattori. Kaikki on täällä yksinkertaista, aseta ladatun akun jännite muuttuvalla vastuksella. Esimerkiksi auton akuilla se on jossain 14,2-14,4. Konfiguroi liittämällä tuloon 1 kOhmin kuormitusvastus ja mittaamalla jännite yleismittarilla. Asetamme osajonovastuksen haluttuun jännitteeseen ja se on siinä. Heti kun akku on latautunut ja jännite saavuttaa asetetun arvon, mikropiiri laskee virran nollaan ja lataus pysähtyy.
Itse käytin tällaista laitetta litiumioniakkujen lataamiseen. Ei ole mikään salaisuus, että ne on ladattava oikein ja jos teet virheen, ne voivat jopa räjähtää. Tämä laturi selviää kaikista tehtävistä.
Voit hallita varauksen läsnäoloa tässä artikkelissa kuvatulla piirillä -.
On myös järjestelmä tämän mikropiirin sisällyttämiseksi yhteen: sekä virran että jännitteen stabilointi. Mutta tässä vaihtoehdossa toiminta ei ole täysin lineaarinen, mutta joissain tapauksissa se voi toimia.
Informatiivinen video, ei vain venäjäksi, mutta ymmärrät laskentakaavat.
Kuka ei ole tavannut käytännössä akun lataustarvetta ja pettynyt tarvittavilla parametreilla varustetun laturin puutteeseen joutui ostamaan uuden laturin kaupasta tai kokoamaan tarvittavan piirin?
Olen siis joutunut toistuvasti ratkaisemaan erilaisten akkujen latausongelman, kun sopivaa laturia ei ollut käsillä. Minun piti nopeasti koota jotain yksinkertaista, suhteessa tiettyyn akkuun.
Tilanne oli siedettävä, kunnes massavalmistelun ja vastaavasti akkujen latauksen tarve ilmaantui. Oli tarpeen valmistaa useita universaaleja latureita - edullisia, jotka toimivat monenlaisilla tulo- ja lähtöjännitteillä ja latausvirroilla.
Alla ehdotetut latauspiirit on kehitetty litiumioniakkujen lataamiseen, mutta on mahdollista ladata muun tyyppisiä akkuja ja komposiittiakkuja (käyttämällä samantyyppisiä kennoja, jäljempänä AB).
Kaikilla esitetyillä kaavioilla on seuraavat pääparametrit:
tulojännite 15-24 V;
latausvirta (säädettävä) jopa 4 A;
lähtöjännite (säädettävä) 0,7 - 18 V (Uin=19V).
Kaikki piirit on suunniteltu toimimaan kannettavien tietokoneiden virtalähteiden kanssa tai toimimaan muiden virtalähteiden kanssa, joiden DC-lähtöjännitteet ovat 15–24 volttia, ja ne rakennettiin laajalle levinneille komponenteille, joita on vanhojen tietokoneiden virtalähteiden levyillä, muiden laitteiden virtalähteillä. , kannettavat tietokoneet jne.
Muistipiiri nro 1 (TL494)
Kaavion 1 muisti on voimakas pulssigeneraattori, joka toimii alueella kymmenistä pariin tuhanteen hertsiin (taajuus vaihteli tutkimuksen aikana), säädettävällä pulssin leveydellä.
Akku ladataan virtapulsseilla, joita rajoittaa takaisinkytkentä, jonka muodostaa virta-anturi R10, joka on kytketty piirin yhteisen johdon ja kenttätransistorin VT2 (IRF3205) kytkimen lähteen väliin, suodatin R9C2, nasta 1, joka on yhden TL494-sirun virhevahvistimen "suora" tulo.
Saman virhevahvistimen käänteistuloon (nasta 2) syötetään vertailujännite, jota säädellään muuttuvalla vastuksella PR1, siruun rakennetusta referenssijännitelähteestä (ION - pin 14), joka muuttaa tulojen välistä potentiaalieroa. virhevahvistimesta.
Heti kun R10:n jännitearvo ylittää jännitearvon (säädettävä vastus PR1) TL494-mikropiirin nastassa 2, latausvirtapulssi keskeytyy ja jatkuu uudelleen vasta mikropiirin generoiman pulssisekvenssin seuraavassa jaksossa. generaattori.
Säätämällä näin transistorin VT2 portin pulssien leveyttä ohjaamme akun latausvirtaa.
Transistori VT1, joka on kytketty rinnan tehokkaan kytkimen portin kanssa, tarjoaa tarvittavan hilakapasitanssin purkausnopeuden, mikä estää VT2:n "tasaisen" lukituksen. Tässä tapauksessa lähtöjännitteen amplitudi akun (tai muun kuorman) puuttuessa on melkein yhtä suuri kuin tulosyöttöjännite.
Aktiivisella kuormalla lähtöjännitteen määrää kuorman läpi kulkeva virta (sen vastus), mikä mahdollistaa tämän piirin käytön virranohjaimena.
Akkua ladattaessa jännite kytkimen lähdössä (ja siten myös itse akussa) pyrkii kasvamaan ajan myötä tulojännitteen määräämään arvoon (teoreettisesti), ja tätä ei tietenkään voida sallia, kun tiedetään, että ladattavan litiumakun jännitearvon tulee olla rajoitettu 4,1 V:iin (4,2 V). Siksi muisti käyttää kynnyslaitepiiriä, joka on Schmitt-liipaisin (jäljempänä - TS) operaatiovahvistimessa KR140UD608 (IC1) tai missä tahansa muussa operaatiovahvistimessa.
Kun akun vaadittu jännitearvo saavutetaan, jolloin IC1:n suorien ja käänteisten tulojen (nastat 3, 2 -) potentiaalit ovat yhtä suuret, korkea looginen taso (lähes yhtä suuri kuin tulojännite) ilmestyy op-vahvistimen ulostulo, jolloin latauksen päättymistä osoittava LED HL2 ja LED syttyvät optoerottimeen VH1, joka avaa oman transistorin ja estää pulssien syöttämisen lähtöön U1. VT2:n avain sulkeutuu ja akku lopettaa lataamisen.
Kun akku on latautunut, se alkaa purkaa VT2:een sisäänrakennetun käänteisdiodin kautta, joka kytketään suoraan akkuun nähden ja purkausvirta on noin 15-25 mA, kun otetaan huomioon myös elementtien kautta tapahtuva purkautuminen. TS-piiristä. Jos tämä tilanne vaikuttaa kriittiseltä jollekulle, voimakas diodi (mieluiten matalalla eteenpäin menevällä jännitehäviöllä) tulee sijoittaa nielun ja akun negatiivisen navan väliseen rakoon.
TS-hystereesi tässä laturiversiossa valitaan siten, että lataus alkaa uudelleen, kun akun jännite laskee 3,9 V:iin.
Tätä laturia voidaan käyttää myös sarjaan kytkettyjen litium- (ja muiden) akkujen lataamiseen. Riittää, kun kalibroidaan vaadittu vastekynnys muuttuvalla vastuksella PR3.
Joten esimerkiksi kaavion 1 mukaan koottu laturi toimii kannettavan tietokoneen kolmiosaisella sarjaakulla, joka koostuu kahdesta elementistä ja joka asennettiin korvaamaan ruuvimeisselin nikkelikadmium-akku.
Kannettavan tietokoneen virtalähde (19V/4,7A) on kytketty laturiin, joka on koottu ruuvimeisselin laturin vakiokoteloon alkuperäisen piirin sijaan. "Uuden" akun latausvirta on 2 A. Samaan aikaan ilman patteria toimiva transistori VT2 lämpenee maksimilämpötilaan 40-42 C.
Laturi kytkeytyy pois päältä luonnollisesti, kun akun jännite saavuttaa 12,3V.
TS-hystereesi, kun vastekynnys muuttuu, pysyy samana prosentteina. Eli jos 4,1 V:n sammutusjännitteellä laturi käynnistettiin uudelleen, kun jännite laski 3,9 V:iin, niin tässä tapauksessa laturi käynnistettiin uudelleen, kun akun jännite laski 11,7 V:iin. Mutta tarvittaessa , hystereesin syvyys voi muuttua.
Laturin kynnys ja hystereesikalibrointi
Kalibrointi tapahtuu käyttämällä ulkoista jännitesäädintä (laboratorion virtalähde).Ylempi kynnys TS:n laukaisulle on asetettu.
1. Irrota ylempi nasta PR3 latauspiiristä.
2. Yhdistämme laboratoriovirtalähteen "miinuskohdan" (jäljempänä LBP kaikkialla) akun negatiiviseen napaan (itse akku ei saa olla piirissä asennuksen aikana), LBP:n "plus". akun positiiviseen napaan.
3. Kytke laturi ja LBP päälle ja aseta tarvittava jännite (esimerkiksi 12,3 V).
4. Jos latauksen päättymisen merkkivalo palaa, käännä PR3-liukusäädintä alas (kaavion mukaan), kunnes merkkivalo sammuu (HL2).
5. Käännä PR3-moottoria hitaasti ylöspäin (kaavion mukaan), kunnes merkkivalo syttyy.
6. Pienennä LBP:n lähdön jännitetasoa hitaasti ja tarkkaile arvoa, jossa ilmaisin sammuu uudelleen.
7. Tarkista ylemmän kynnyksen toimintataso uudelleen. Hieno. Voit säätää hystereesiä, jos et ole tyytyväinen jännitetasoon, joka käynnistää laturin.
8. Jos hystereesi on liian syvä (laturi on kytketty päälle liian alhaisella jännitetasolla - esim. akun purkaustason alapuolella), käännä PR4 liukusäädintä vasemmalle (kaavion mukaan) tai päinvastoin - jos hystereesisyvyys on riittämätön, - oikealle (kaavion mukaan) Hystereesin syvyyttä muutettaessa kynnystaso voi siirtyä voltin parilla kymmenesosalla.
9. Suorita koekäyttö nostamalla ja laskemalla LBP-lähdön jännitetasoa.
Nykyisen tilan asettaminen on vielä helpompaa.
1. Sammuta kynnyslaite millä tahansa käytettävissä olevilla (mutta turvallisilla) menetelmillä: esimerkiksi "kytkemällä" PR3-moottori laitteen yhteiseen johtoon tai "oikosulkemalla" optoerottimen LED.
2. Akun sijaan kytkemme laturin lähtöön 12 voltin hehkulampun muodossa olevan kuorman (käytin esimerkiksi asennukseen 12 V 20 watin lamppua).
3. Kytkemme ampeerimittarin minkä tahansa virtajohdon katkeamiseen laturin sisääntulossa.
4. Aseta PR1-moottori minimiin (vasemmalle maksimiarvoon kaavion mukaan).
5. Kytke muisti päälle. Käännä PR1-säätönuppia tasaisesti virran kasvun suuntaan, kunnes vaadittu arvo on saavutettu.
Voit yrittää muuttaa kuormitusvastusta sen vastuksen pienempiä arvoja kohti kytkemällä rinnakkain esimerkiksi toisen vastaavan lampun tai jopa "oikosuljemalla" laturin lähdön. Virran ei pitäisi muuttua merkittävästi.
Laitteen testauksen aikana kävi ilmi, että taajuudet alueella 100-700 Hz olivat optimaaliset tälle piirille edellyttäen, että käytettiin IRF3205, IRF3710 (minimilämmitys). Koska TL494 on vajaakäytössä tässä piirissä, IC:n ilmaista virhevahvistinta voidaan käyttää esimerkiksi lämpötila-anturin ohjaamiseen.
On myös pidettävä mielessä, että jos layout on väärä, edes oikein koottu pulssilaite ei toimi oikein. Siksi ei pidä laiminlyödä kirjallisuudessa toistuvasti kuvattua kokemusta tehopulssilaitteiden kokoamisesta, nimittäin: kaikki samannimiset "virta"-kytkennät tulisi sijoittaa lyhimmälle etäisyydelle toisistaan (ihannetapauksessa yhdessä pisteessä). Joten esimerkiksi liitäntäpisteet, kuten kollektori VT1, vastusten R6, R10 liittimet (liitäntäpisteet piirin yhteisen johdon kanssa), U1:n liitin 7 - tulisi yhdistää melkein yhteen kohtaan tai suoran oikosulkuun ja leveä johdin (väylä). Sama koskee tyhjennys VT2:ta, jonka lähtö tulee "riittää" suoraan akun "-"-napaan. IC1:n napojen on myös oltava "sähköisessä" lähellä akun napoja.
Muistipiiri nro 2 (TL494)
Kaavio 2 ei eroa kovinkaan paljon kaaviosta 1, mutta jos laturin edellinen versio oli suunniteltu toimimaan AB-ruuvimeisselillä, niin kaavion 2 laturi suunniteltiin yleiskäyttöiseksi, pienikokoiseksi (ilman tarpeettomia konfigurointielementtejä), joka on suunniteltu työskennellä komposiittien, peräkkäin yhdistettyjen elementtien kanssa enintään 3 ja yksittäisten elementtien kanssa.
Kuten näet, nykyisen tilan vaihtamiseksi nopeasti ja erilaisten sarjaan kytkettyjen elementtien kanssa työskentelyyn kiinteät asetukset on otettu käyttöön trimmausvastuksilla PR1-PR3 (nykyinen asetus), PR5-PR7 (latauksen päättymiskynnyksen asettaminen eri elementtien lukumäärä) ja kytkimet SA1 (virtavalintalataus) ja SA2 (valitsee ladattavien akkukennojen lukumäärän).
Kytkimillä on kaksi suuntaa, joissa niiden toiset osat kytkevät tilanvalinnan merkkivaloja.
Toinen ero edelliseen laitteesta on toisen virhevahvistimen TL494 käyttö kynnyselementtinä (kytkettynä TS-piirin mukaan), joka määrittää akun latauksen päättymisen.
No, ja tietysti avaimena käytettiin p-johtavuustransistoria, mikä yksinkertaisti TL494:n täyttä käyttöä ilman lisäkomponenttien käyttöä.
Latauskynnysten päättymisen ja virtatilojen asettamismenetelmä on sama, kuten muistin edellisen version määrittämisessä. Tietenkin eri elementtien lukumäärälle vastekynnys muuttuu kerrannaisiksi.
Tätä piiriä testattaessa havaitsimme VT2-transistorin kytkimen voimakkaamman kuumenemisen (prototyyppien tekemisessä käytän transistoreita ilman jäähdytyselementtiä). Tästä syystä sinun tulisi käyttää toista transistoria (jota minulla ei yksinkertaisesti ollut), jolla on sopiva johtavuus, mutta jolla on paremmat virtaparametrit ja pienempi avoimen kanavan resistanssi, tai kaksinkertainen määrä transistoreja, jotka on ilmoitettu piirissä, kytkemällä ne rinnan erilliset porttivastukset.
Näiden transistorien käyttö ("yksittäisessä" versiossa) ei useimmissa tapauksissa ole kriittistä, mutta tässä tapauksessa laitekomponenttien sijoittaminen suunnitellaan pienikokoiseen koteloon käyttämällä pieniä säteilijöitä tai ilman säteilijöitä.
Muistipiiri nro 3 (TL494)
Kaavion 3 laturiin on lisätty akun automaattinen irrottaminen laturista kuormaan vaihtamalla. Tämä on kätevää tuntemattomien akkujen tarkistamiseen ja tutkimiseen. TS-hystereesi työskennellessä akun purkautumisen kanssa tulee nostaa alempaan kynnykseen (laturin päällekytkemiseksi), joka vastaa akun täyttä purkausta (2,8-3,0 V).
Latauspiiri nro 3a (TL494)
Kaavio 3a on muunnos kaaviosta 3.
Muistipiiri nro 4 (TL494)
Kaavion 4 laturi ei ole monimutkaisempi kuin aikaisemmat laitteet, mutta ero aikaisemmista kaavioista on se, että akku tässä on ladattu tasavirralla, ja laturi itsessään on stabiloitu virran ja jännitteen säädin ja sitä voidaan käyttää laboratoriona. virtalähdemoduuli, joka on rakennettu klassisesti kanonien "tietolomakkeen" mukaan.
Tällainen moduuli on aina hyödyllinen sekä akkujen että muiden laitteiden penkkitesteissä. On järkevää käyttää sisäänrakennettuja laitteita (volttimittari, ampeerimittari). Kirjallisuudessa on kuvattu kaavat tallennus- ja häiriökuristimien laskemiseksi. Sanonpa vain, että käytin testauksen aikana valmiita erilaisia kuristimia (joilla on tietyt induktanssit) ja kokeilin PWM-taajuutta 20 - 90 kHz. En huomannut mitään erityistä eroa säätimen toiminnassa (lähtöjännitteiden alueella 2-18 V ja virrat 0-4 A): pienet muutokset avaimen lämmitykseen (ilman patteria) sopisivat minulle varsin hyvin . Hyötysuhde on kuitenkin suurempi käytettäessä pienempiä induktansseja.
Säädin toimi parhaiten kahdella sarjaan kytketyllä 22 µH kuristimella neliömäisissä panssaroiduissa ytimissä kannettavien emolevyihin integroiduista muuntimista.
Muistipiiri nro 5 (MC34063)
Kaaviossa 5 on MC34063 PWM/PWM-sirulle tehty versio PWM-ohjaimesta virran- ja jännitteensäädöllä CA3130-operaatiovahvistimen ”lisäosalla” (muitakin operaatiovahvistimia voidaan käyttää), jonka avulla virtaa säädetään ja stabiloidaan.
Tämä muutos laajensi jonkin verran MC34063:n ominaisuuksia, toisin kuin klassinen mikropiirin sisällyttäminen, mikä mahdollisti tasaisen virranohjauksen toiminnon toteuttamisen.
Muistipiiri nro 6 (UC3843)
Kaaviossa 6 PHI-ohjaimen versio on tehty UC3843 (U1) -sirulle, CA3130 operaatiovahvistimelle (IC1) ja LTV817 optoerottimelle. Virransäätö tässä laturin versiossa suoritetaan säädettävällä vastuksella PR1 U1-mikropiirin virtavahvistimen sisääntulossa, lähtöjännitettä säädetään PR2:lla invertoivassa sisääntulossa IC1.
Operaatiovahvistimen "suorassa" sisääntulossa on "käänteinen" referenssijännite. Eli säätö suoritetaan suhteessa "+"-virtalähteeseen.
Kaavioissa 5 ja 6 kokeissa käytettiin samoja komponenttisarjoja (mukaan lukien kuristimet). Testitulosten mukaan kaikki luetellut piirit eivät ole paljoakaan huonompia ilmoitetulla parametrialueella (taajuus/virta/jännite). Siksi piiri, jossa on vähemmän komponentteja, on parempi toistamiseen.
Muistipiiri nro 7 (TL494)
Kaavion 7 muisti oli suunniteltu maksimaalisesti toimivaksi penkkilaitteeksi, joten piirin äänenvoimakkuudelle ja säätöjen määrälle ei ollut rajoituksia. Myös tämä laturin versio on tehty PHI-virta- ja jännitesäätimellä, kuten kaavion 4 vaihtoehto.
Järjestelmään on lisätty muita tiloja.
1. "Kalibrointi - lataus" - loppujännitekynnysten esiasetukseen ja latauksen toistamiseen analogisesta lisäsäätimestä.
2. "Nollaa" - nollaa laturi lataustilaan.
3. "Virta - puskuri" - säätimen kytkeminen virta- tai puskurilataustilaan (rajoittaa säätimen lähtöjännitettä laitteen yhdessä akkujännitteen ja säätimen kanssa) lataustilaan.
Relettä käytetään akun kytkemiseen "lataus"-tilasta "lataus"-tilaan.
Muistin kanssa työskentely on samanlaista kuin aiempien laitteiden kanssa. Kalibrointi suoritetaan kytkemällä vipukytkin "kalibrointi"-tilaan. Tässä tapauksessa vaihtokytkimen S1 kosketin yhdistää kynnyslaitteen ja volttimittarin integroidun säätimen IC2 lähtöön. Asetettuasi vaaditun jännitteen tietyn akun tulevaa latausta varten IC2:n lähdössä PR3:lla (tasaisesti pyörivä) HL2-LED syttyy ja vastaavasti rele K1 toimii. Pienentämällä jännitettä IC2:n lähdössä, HL2 vaimenee. Molemmissa tapauksissa ohjaus tapahtuu sisäänrakennetulla volttimittarilla. Kun PU-vasteparametrit on asetettu, vipukytkin kytketään lataustilaan.
Kaava nro 8
Kalibrointijännitelähteen käyttö voidaan välttää käyttämällä itse muistia kalibrointiin. Tässä tapauksessa sinun tulee irrottaa TS-lähtö SHI-ohjaimesta, jotta se ei katkea, kun akun lataus on valmis, TS-parametrien mukaan. Akku on tavalla tai toisella irrotettu laturista releen K1 koskettimilla. Muutokset tässä tapauksessa on esitetty kuvassa 8.
Kalibrointitilassa vipukytkin S1 katkaisee releen positiivisesta virransyötöstä sopimattomien toimintojen estämiseksi. Tässä tapauksessa TC:n toiminnan ilmaisu toimii.
Vipukytkin S2 suorittaa (tarvittaessa) releen K1 pakotetun aktivoinnin (vain kun kalibrointitila on poistettu käytöstä). Kosketin K1.2 on tarpeen ampeerimittarin napaisuuden muuttamiseksi, kun akku kytketään kuormaan.
Siten unipolaarinen ampeerimittari valvoo myös kuormitusvirtaa. Jos sinulla on kaksisuuntainen laite, tämä kosketus voidaan poistaa.
Laturin muotoilu
Suunnitteluissa on toivottavaa käyttää säädettävinä ja viritysvastuksina monikierrospotentiometrit välttääksesi kärsimyksen tarvittavia parametreja asetettaessa.
Suunnitteluvaihtoehdot näkyvät kuvassa. Piirit juotettiin heti perforoiduille leipälevyille. Kaikki täyttö on asennettu koteloihin kannettavan tietokoneen virtalähteistä.
Niitä käytettiin malleissa (niitä käytettiin myös ampeerimittareina pienten muutosten jälkeen).
Kotelot on varustettu pistorasioilla akkujen, kuormien ulkoista liittämistä varten sekä pistoke ulkoisen virtalähteen (kannettavasta tietokoneesta) kytkemistä varten.
Hän suunnitteli useita digitaalisia pulssin kestomittareita, jotka ovat toiminnallisesti ja elementtipohjaltaan erilaisia.
Yli 30 parannusehdotusta erilaisten erikoislaitteiden yksiköiden modernisointiin, mm. - virtalähde. Olen jo pitkään ollut yhä enemmän mukana tehoautomaation ja elektroniikan parissa.
Miksi olen täällä? Kyllä, koska kaikki täällä ovat samanlaisia kuin minä. Täällä on paljon kiinnostusta minua kohtaan, koska en ole vahva äänitekniikassa, mutta haluaisin saada lisää kokemusta tällä alalla.
Lukijaäänestys
Artikkelin hyväksyi 77 lukijaa.
Osallistuaksesi äänestykseen, rekisteröidy ja kirjaudu sisään sivustolle käyttäjätunnuksellasi ja salasanallasi.Jokainen auton omistaja tarvitsee akkulaturin, mutta se maksaa paljon, eikä säännöllinen ennaltaehkäisevä matka autohuoltoon ole vaihtoehto. Akkuhuolto huoltoasemalla vie aikaa ja rahaa. Lisäksi tyhjentyneellä akulla joudut silti ajamaan huoltoasemalle. Jokainen, joka osaa käyttää juotosraudaa, voi koota toimivan laturin auton akulle omin käsin.
Pieni teoria akuista
Mikä tahansa akku on sähköenergian varastointilaite. Kun siihen kytketään jännite, akun sisällä tapahtuvien kemiallisten muutosten vuoksi varastoituu energiaa. Kun kuluttaja kytketään, tapahtuu päinvastainen prosessi: käänteinen kemiallinen muutos luo jännitteen laitteen liittimiin ja virta kulkee kuorman läpi. Joten saadaksesi jännitettä akusta, sinun on ensin "laskettava se alas", eli ladattava akku.
Lähes jokaisessa autossa on oma generaattori, joka moottorin käydessä antaa virtaa ajoneuvon laitteille ja lataa akkua täydentäen moottorin käynnistämiseen kuluvaa energiaa. Mutta joissakin tapauksissa (usein tai vaikeat moottorin käynnistykset, lyhyet matkat jne.) akun energialla ei ole aikaa palautua, ja akku tyhjenee vähitellen. Tästä tilanteesta on vain yksi tapa - lataaminen ulkoisella laturilla.
Kuinka selvittää akun tila
Jotta voit päättää, onko lataaminen tarpeen, sinun on määritettävä akun tila. Yksinkertaisin vaihtoehto - "kääntyy/ei käänny" - on samalla epäonnistunut. Jos akku "ei käänny", esimerkiksi autotallissa aamulla, et mene minnekään. Tila "ei käänny" on kriittinen, ja seuraukset akulle voivat olla vakavia.
Optimaalinen ja luotettava tapa tarkistaa akun kunto on mitata sen jännite tavanomaisella testerillä. Noin 20 asteen ilman lämpötilassa varausasteen riippuvuus jännitteestä kuormasta irrotetun akun navoissa (!) on seuraava:
- 12,6…12,7 V - täyteen ladattu;
- 12,3…12,4 V - 75 %;
- 12,0…12,1 V - 50 %;
- 11,8…11,9 V - 25 %;
- 11,6…11,7 V - purettu;
- alle 11,6 V - syväpurkaus.
On huomattava, että 10,6 voltin jännite on kriittinen. Jos se putoaa alle, "auton akku" (etenkin huoltovapaa) epäonnistuu.
Oikea lataus
Auton akun lataamiseen on kaksi tapaa - vakiojännite ja vakiovirta. Jokaisella on omansa ominaisuudet ja haitat:
Kotitekoiset akkulaturit
Auton akun laturin kokoaminen omin käsin on realistista eikä erityisen vaikeaa. Tätä varten sinulla on oltava perustiedot sähkötekniikasta ja kyettävä pitämään juotoskolvia käsissäsi.
Yksinkertainen 6 ja 12 V laite
Tämä järjestelmä on yksinkertaisin ja budjettiystävällisin. Tällä laturilla voit ladata tehokkaasti mitä tahansa lyijyakkua, jonka käyttöjännite on 12 tai 6 V ja sähkökapasiteetti 10-120 A/h.
Laite koostuu alennusmuuntajasta T1 ja tehokkaasta tasasuuntaajasta, joka on koottu diodeilla VD2-VD5. Latausvirta asetetaan kytkimillä S2-S5, joiden avulla sammutuskondensaattorit C1-C4 kytketään muuntajan ensiökäämin tehopiiriin. Jokaisen kytkimen moninkertaisen "painon" ansiosta latausvirtaa voidaan säätää portaittain 1-15 A 1 A. Tämä riittää optimaalisen latausvirran valitsemiseen.
Jos esimerkiksi tarvitaan 5 A virta, sinun on kytkettävä päälle vaihtokytkimet S4 ja S2. Suljetut S5, S3 ja S2 antavat yhteensä 11 A. Tarkkaile akun jännitettä volttimittarilla PU1, latausvirtaa valvotaan ampeerimittarilla PA1.
Suunnittelussa voidaan käyttää mitä tahansa tehomuuntajaa, jonka teho on noin 300 W, mukaan lukien kotitekoiset. Sen tulisi tuottaa 22–24 V jännite toisiokäämiin enintään 10–15 A virralla. VD2-VD5:n tilalle mitkä tahansa tasasuuntausdiodit, jotka kestävät vähintään 10 A myötävirtaa ja vastajännitettä vähintään 40 V. D214 tai D242 sopivat. Ne tulee asentaa eristystiivisteiden kautta jäähdyttimeen, jonka hajoamisala on vähintään 300 cm2.
Kondensaattorien C2-C5 tulee olla ei-napaista paperia, jonka käyttöjännite on vähintään 300 V. Sopivia ovat esimerkiksi MBChG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCh. Samanlaisia kuution muotoisia kondensaattoreita käytettiin laajasti kodinkoneiden sähkömoottoreiden vaiheensiirtokondensaattoreina. PU1:nä käytettiin tyypin M5−2 DC volttimittaria, jonka mittausraja on 30 V. PA1 on samantyyppinen ampeerimittari, jonka mittausraja on 30 A.
Piiri on yksinkertainen, jos kokoat sen huollettavista osista, sitä ei tarvitse säätää. Tämä laite soveltuu myös kuuden voltin akkujen lataamiseen, mutta kunkin kytkimen S2-S5 "paino" on erilainen. Siksi sinun on navigoitava latausvirroissa ampeerimittarilla.
Jatkuvasti säädettävällä virralla
Tätä järjestelmää käyttämällä on vaikeampaa koota auton akun laturi omin käsin, mutta se voidaan toistaa, eikä se myöskään sisällä niukkoja osia. Sen avulla on mahdollista ladata 12 voltin akkuja, joiden kapasiteetti on jopa 120 A/h, latausvirtaa säädellään tasaisesti.
Akkua ladataan pulssivirralla, säätöelementtinä käytetään tyristoria. Virran tasaisen säädön nupin lisäksi tässä mallissa on myös tilakytkin, jonka ollessa päällä latausvirta kaksinkertaistuu.
Lataustilaa ohjataan visuaalisesti RA1-kellomittarilla. Vastus R1 on kotitekoinen, valmistettu nikromi- tai kuparilangasta, jonka halkaisija on vähintään 0,8 mm. Se toimii virranrajoittimena. Lamppu EL1 on merkkivalo. Sen tilalle sopii mikä tahansa pienikokoinen merkkilamppu, jonka jännite on 24–36 V.
Asennusmuuntajaa voidaan käyttää valmiina toisiokäämin lähtöjännitteellä 18–24 V enintään 15 A virralla. Jos sopivaa laitetta ei ole käsillä, voit valmistaa sen itse. mistä tahansa verkkomuuntajasta, jonka teho on 250–300 W. Tätä varten kelaa kaikki käämit muuntajasta paitsi verkkokäämi ja yksi toisiokäämi millä tahansa eristetyllä johdolla, jonka poikkileikkaus on 6 mm. sq Käämityksen kierrosluku on 42.
Tyristori VD2 voi olla mikä tahansa KU202-sarja, jossa on kirjaimet V-N. Se asennetaan patteriin, jonka dispersioala on vähintään 200 neliömetriä. Laitteen sähköasennus tehdään minimipituisilla johtimilla, joiden poikkileikkaus on vähintään 4 mm. sq VD1:n sijaan toimii mikä tahansa tasasuuntausdiodi, jonka käänteinen jännite on vähintään 20 V ja kestää vähintään 200 mA:n virran.
Laitteen käyttöönotto tarkoittaa RA1-ampeerimittarin kalibrointia. Tämä voidaan tehdä kytkemällä akun sijaan useita 12 voltin lamppuja, joiden kokonaisteho on jopa 250 W, ja tarkkailemalla virtaa tunnetun hyvän vertailuampeerimittarin avulla.
Tietokoneen virtalähteestä
Tämän yksinkertaisen laturin kokoamiseksi omin käsin tarvitset tavallisen virtalähteen vanhasta ATX-tietokoneesta ja radiotekniikan tuntemusta. Mutta laitteen ominaisuudet ovat kunnolliset. Sen avulla akkuja ladataan jopa 10 A virralla säätämällä virtaa ja latausjännitettä. Ainoa ehto on, että virtalähde on toivottava TL494-ohjaimessa.
Luomiseen DIY-auton lataus tietokoneen virtalähteestä sinun on koottava kuvassa näkyvä piiri.
Vaiheittaiset vaiheet, joita tarvitaan toiminnan viimeistelyyn näyttää tältä:
- Pura irti kaikki virtaväylän johdot, keltaisia ja mustia lukuun ottamatta.
- Yhdistä keltaiset ja erikseen mustat johdot yhteen - nämä ovat "+" ja "-" laturit, vastaavasti (katso kaavio).
- Leikkaa kaikki jäljet, jotka johtavat TL494-ohjaimen nastoihin 1, 14, 15 ja 16.
- Asenna säädettävät vastukset, joiden nimellisarvo on 10 ja 4,4 kOhm virtalähteen koteloon - nämä ovat jännitteen ja latausvirran säätimet.
- Kokoa yllä olevassa kuvassa näkyvä piiri käyttämällä ripustettua asennusta.
Jos asennus on tehty oikein, muutos on valmis. Jäljelle jää vain varustaa uusi laturi volttimittarilla, ampeerimittarilla ja johdot alligaattoriliittimillä akkuun kytkemistä varten.
Suunnittelussa on mahdollista käyttää mitä tahansa muuttuvia ja kiinteitä vastuksia, paitsi virtavastus (piirin alempi, jonka nimellisarvo on 0,1 ohmia). Sen tehohäviö on vähintään 10 W. Voit tehdä tällaisen vastuksen itse sopivan pituisesta nikromi- tai kuparilangasta, mutta itse asiassa voit löytää valmiin, esimerkiksi 10 A:n shuntin kiinalaisesta digitaalisesta testeristä tai C5-16MV-vastuksen. Toinen vaihtoehto on kaksi rinnakkain kytkettyä 5WR2J vastusta. Tällaisia vastuksia löytyy tietokoneiden tai televisioiden kytkentävirtalähteistä.
Mitä sinun tulee tietää akkua ladattaessa
Auton akkua ladattaessa on tärkeää noudattaa useita sääntöjä. Tämä auttaa sinua Pidennä akun käyttöikää ja ylläpidä terveyttäsi:
Kysymys yksinkertaisen akkulaturin luomisesta omin käsin on selvitetty. Kaikki on melko yksinkertaista, sinun tarvitsee vain hankkia tarvittavat työkalut ja pääset turvallisesti töihin.
Yleislaturi pienille akuille
Ehdotetun laturin (CHD) avulla on mahdollista palauttaa lähes kaikentyyppisten arkielämässä käytettävien pienikokoisten akkujen toimivuus 1,5 V:n nimellisjännitteellä (esimerkiksi STs-21, STs-31, STs-32D -0,26S, D-0,06, D-0,06D, D-0,1, D-0,115, D-0,26D, D-0,55S, KNG-0,35D, KNGTs-1D, TsNK-0,2, 2D-0,25, ShKNG - 1D jne.). Laturi kytkeytyy automaattisesti irti verkosta, kun asetettu latausaika umpeutuu ja akun sallittu jännite ylittyy. Laturi näyttää myös latausvirran arvon.
Yleislaturin elektroninen piiri on esitetty kuvassa. 1; se koostuu viidestä eri toiminnallisesta yksiköstä:
- DC-lähde;
- kaaviot latausajan keston asettamiseen;
- piirit laturin kytkemiseksi automaattisesti päälle ja pois verkosta;
- piirit latausvirran arvon osoittamiseksi;
- virtalähde.
Riisi. 1. Kaaviokaavio
Akut voidaan ladata viidellä eri latausvirralla: 6, 12, 26, 55 ja 100 mA. Latausvirta valitaan vastaavasti kytkimillä SA2-SA5, jotka yhdistävät yhden vastusryhmistä Rl-R4 rinnakkain R5:n kanssa. Esimerkiksi ladattaessa akkuja STs-21, STs-31, STs-32 nykyaikaisille elektronisille rannekelloille käytetään latausvirtaa 6 tai 12 mA. Ladattaessa 6 mA:n virralla kytkimet SA2 -SA5 pysyvät kaaviossa esitetyssä asennossa. Latausvirralla 12 mA vastus R4 on kytketty rinnan vastuksen R5 kanssa kytkimellä SA2. ja 26 mA virralla vastus R3 on kytketty rinnan vastuksen R5 kanssa SA3:lla jne.
Elektronisten rannekellojen akkujen toiminta palautuu noin 1...3 tunnin kuluttua laitteeseen liittämisestä ja jos akun jännite saavuttaa 2,2...2,3 V, laturi katkeaa automaattisesti verkosta.
Piiri laturin kytkemiseksi automaattisesti päälle ja pois verkosta tehdään transistorin VT4, diodin VD3, elektronisen releen K1 ja vastusten R6, R7 avulla. Kynnysjännite 2,2...2,3 V asetetaan säädettävällä vastuksella R7. Akun jännite diodin VD1 ja vastuksen R7 kautta syötetään transistorin VT4 kantaan. Kun jännite saavuttaa tason 2,2...2,3 V, transistori avautuu ja releen K1 jännite laskee, kosketin K irrottaa laturin verkosta. Kytke laturi päälle painamalla lyhyesti SA1. Kun SA1 on kytketty päälle lyhyen aikaa, rele K1 aktivoituu, sen koskettimet K estävät SA1:n koskettimet ja laturi on kytketty verkkoon.
Latausajan asetuspiiri on tehty mikropiireihin DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2. Matalataajuinen generaattori on rakennettu logiikkaelementeistä DD4.1, DD4.2, vastuksista R9, R10 ja kondensaattorista C2. K155IE8-mikropiireillä valmistetaan kaksi tulotaajuusjakajalaskuria, joiden jakokerroin on 64, ja K155IE2-mikropiirissä - vastajakaja, jonka jakokerroin on 10. Generaattorin taajuutta voidaan muuttaa säädettävällä vastuksella R10. Muuttamalla generaattorin taajuutta voit säätää latausaikaa välillä 2 - 20. Koska latausaika lähes kaikentyyppisille pienille akuille on kuitenkin 15 tuntia, on suositeltavaa asettaa latausaika tiukasti 15 tuntiin. Lähtösignaali latausajan päättymisestä on - looginen taso 1 syötetään diodin VD2 ja vastuksen R7 kautta transistorin VT4 kantaan. Jälkimmäinen, joka avautuu releen K1 koskettimien kautta, katkaisee laturin verkosta.
Latausvirran arvon ilmaisupiiri on tehty käyttämällä K155REZ PROM, digitaalisia puolijohdeilmaisimia HL1, HL2 ALS324B ja vastuksia Rll-R19. Tässä tapauksessa taulukossa annettu ohjelma on ensin tallennettava K155REZ EEPROM -muistiin. 1.
Digitaaliset puolijohdeilmaisimet näyttävät yhden viidestä eri latausvirran arvosta, joiden avulla akkua sillä hetkellä ladataan. On huomattava, että ladattaessa 100 mA:n virralla, koska se on kolminumeroinen luku, numero 98 näkyy ilmaisimissa HL1, HL2.
Koska PROM:n tulo E (nasta 15) on kytketty matalataajuiseen generaattoriin elementin DD4.3 kautta, merkkivalojen digitaalinen tieto vilkkuu generaattorin taajuudella. Tämä menetelmä latausvirran arvon osoittamiseksi ensinnäkin vähentää ilmaisinpiirin virrankulutusta. Toiseksi, vilkkumistaajuuden avulla voidaan arvioida karkeasti esiasetettu latausaika.
Kun otetaan huomioon radioamatöörien osoituspiirin suhteellisen monimutkaisuus, se voidaan jättää muistin ulkopuolelle. Sitten DD5-siru, digitaaliset puolijohdeilmaisimet HL1, HL2, vastukset Rll - R19 ja toinen ryhmä kytkinkoskettimia SA2 - SA5 suljetaan pois piiristä. Ja osoitinpiiriä käytettäessä K155REZ PROM:n alustava ohjelma voidaan kirjoittaa kohdassa kuvatulla laitteella.
Virtalähde on valmistettu DA1 KP142EH5B -sirun tunnetun piirin mukaan. Itse mikropiiri kiinnitetään muuntajan runkoon Moment-liimalla tai muulla menetelmällä. Tässä tapauksessa ei tarvitse käyttää erillistä jäähdytyselementtiä DA1-sirulle.
Laitteen osat on asennettu piirilevylle, joka asetetaan polystyreenikoteloon. XP1-virtapistoke on asennettu runkoon. Levyakkujen liittämiseen tarkoitetut koskettimet on valmistettu kotitalouksien muovisista pyykkipoista (kuva 2).
Kun piirielementit on asennettu oikein, laite toimii välittömästi. Pulssigeneraattorin toiminta tarkistetaan kuvassa 2 katkoviivoilla näkyvällä LEDillä. 1. Aseta sitten palautumisaika 15 tuntiin käyttämällä vastusta R1, valitse pulssin toistotaajuus siten, että negatiivinen pulssi ilmestyy DD3-sirun ulostuloon (nastassa 7) 1,5 minuutin kuluttua. Tätä voidaan ohjata LED-valolla. Katkoviivoilla näkyvä LED on irrotettu generaattorin lähdöstä ja kytketty ajan asetusjakson aikana DD3-sirun nastaan 7.
Muistin käyttämä virta ei ylitä 350 mA. Tehon vähentämiseksi voit käyttää K155-sarjan mikropiirien sijasta K555-sarjan mikropiirejä.
KIRJALLISUUS
1. Khorovits P., Hill W. The Art of Circuit Design. - M.: Mir, 1989, osa 1.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Laturi pienikokoisille elementeille - Radio, 1989, nro 3. s. 69.
3. Puzakov A. ROM urheilukirjallisuudessa - Radio, 1982. Nro 1. s. 22-23.
4. Goroshkov B.I. Radioelektronisten laitteiden elementit. - M. Radio ja viestintä, 1988.
