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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ladezähler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Batterien, Ladegeräte Autobatterien werden oft mit Geräten geladen, die keinen Stromstabilisator haben. Das in diesem Artikel vorgeschlagene Gerät ermöglicht in diesem Fall eine objektive Bestimmung des Zeitpunkts, an dem der Akku vollständig aufgeladen ist. Darüber hinaus geschieht dies mit einer beliebigen Form und einem beliebigen Durchschnittswert des Ladestroms. Das Ende des Ladens einer Batterie mit stabilem Strom wird in der Regel nach Ablauf einer bekannten Zeitspanne festgestellt (sog. zeitgesteuertes Laden). Tatsächlich ändert sich der Ladestrom jedoch aufgrund der Wirkung verschiedener destabilisierender Faktoren. Da Batterien einen sehr geringen Innenwiderstand haben, kann bereits eine kleine Änderung der Ladespannung eine große Änderung des Stroms verursachen. Andererseits verkompliziert die Einführung eines Stromstabilisators in das Ladegerät das Design des Geräts erheblich und verringert die Effizienz. Auf die eine oder andere Weise bieten industrielle Autoladegeräte in der Regel keine Stabilisierung des Ladestroms. Es ist bekannt, dass eine Batterie zum vollständigen Aufladen mit einer bestimmten elektrischen Ladung (Strommenge) versorgt werden muss, die dem Produkt aus Ladezeit und durchschnittlichem Strom entspricht. Mit anderen Worten: Der Zeitpunkt des Abschlusses des Ladevorgangs kann anhand des an die Batterie gemeldeten Ladewerts bestimmt werden. In diesem Fall haben Stromänderungen während des Ladevorgangs keinen Einfluss auf den Ladevorgang, sondern führen lediglich zu einer Verlängerung oder Verkürzung der Ladezeit. In anderen Fällen besteht die Notwendigkeit, die Ladung zu messen. Beispielsweise ist es beim Trainingsladen einer Batterie immer erforderlich, die Kapazität herauszufinden, die dieser bei Entladung auf die minimal zulässige Spannung zur Verfügung steht. Bei der Durchführung verschiedener elektrochemischer Prozesse (z. B. Elektroformung) ist es auch nützlich, die durch die Lösung fließende Elektrizitätsmenge zu messen. Um die Ladung zu messen, die unter instabilen Strombedingungen durch den Messkreis fließt, wurde das unten beschriebene Gerät entwickelt. Sein Schaltplan ist in Abb. dargestellt. 1.
Die Basis des Geräts ist ein Spannungs-Frequenz-Wandler, der auf der DA1-Mikroschaltung basiert. Die zum Ladestrom proportionale Spannung an seinem Eingang kommt von den Strommesswiderständen R1, R2 (entweder von einem oder beiden, abhängig von der mit dem Kippschalter SA1 gewählten Messgrenze). Da die Umwandlungsfunktion linear ist, ist die Ausgangsfrequenz des DA1-Chips direkt proportional zum Ladestrom. Die Funktionsweise des integrierten Konverters KR1008PP1 ist in der Literatur ausführlich beschrieben [1,2]. daher hier weggelassen. Die Ausgangsimpulsspannung des Wandlers wird dem Eingang des Frequenzteilers DD1 zugeführt. Es reduziert die Frequenz der Eingangsimpulse um das 32768·60-fache = 1-fache. Der Umrechnungskoeffizient und der Frequenzteilungsfaktor sind so gewählt, dass bei einer Spannung am Eingang des Wandlers von 966 V die Impulse am Zählerausgang im Abstand von 080 Stunde (bzw. 1 s) folgen. Mit anderen Worten: Ein Impuls am Zählerausgang entspricht einer elektrischen Ladung von 0.1 Ah, die durch den Messkreis geleitet wird. wenn die Kontakte des Kippschalters SA360 geöffnet sind, oder 0.1 Ah, wenn sie geschlossen sind. Durch eine einfache Berechnung lässt sich der benötigte Umrechnungsfaktor ermitteln: 1966080/360=5461 Hz/V. Da diese Frequenz deutlich (mehr als das 50-fache) 100 Hz überschreitet. Der Umwandlungsfehler bei der Messung der Ladung eines pulsierenden Stroms (nach Vollweggleichrichtung) sollte unbedeutend sein, was experimentell bestätigt wurde. Zweistelliger binär-dezimaler Impulszähler, hergestellt aus zwei Zählern Modulo 10 DD2. DD3 mit digitalen Indikatoren HG1. HG2. zählt die Anzahl der Amperestunden oder Zehntel davon. Der Dezimalpunkt der HG1-Anzeige ist im Modus „10 Ah“ eingeschaltet, der Dezimalpunkt der HG2-Anzeige blinkt, wenn der Ladestrom im Lastkreis fließt und zwar umso häufiger, je höher der Strom ist. Um den Zeitpunkt einzustellen, zu dem die Ladestromquelle nach dem Fluss einer bestimmten Ladung abgeschaltet wird, ist das Gerät mit einem Einstellblock ausgestattet, der aus zwei Dezimalzähler-Decodern DD4 besteht. DD5. Schalter SA3, SA4 und ein logischer Knoten auf den Elementen DD6.1. DD6.2. Der Zustand der Zähler DD2–DD5 wird durch einen Rückgang der Eingangsimpulse geändert und durch Anlegen einer Spannung mit hohem Pegel an Eingang R auf den Anfangszustand zurückgesetzt. Im Lademessmodus stellen die Schalter SA3 und SA4 den erforderlichen Ladewert ein, der Kippschalter SA1 wählt die Zählerkapazität „10 Ah“ oder „100 Ah“ (der Wert der Division der niedrigstwertigen Ziffer des Zählers beträgt 0.1 oder 1 Ah). jeweils). Der Eingang des Gerätes wird gemäß dem in Abb. gezeigten Diagramm an den offenen Stromkreis des Lastkreises angeschlossen. 2a, versorgen Sie das Gerät mit Netzspannung und schließen Sie die Kontakte des SA2-Kippschalters „Start“.
Diese Abbildung zeigt ein Funktionsdiagramm eines Aufbaus zur Messung der der Ladebatterie GB1 zugeführten Strommenge. Die Anlage zur Durchführung des elektrochemischen Prozesses wird nach dem gleichen Schema aufgebaut. Nach einiger Zeit erscheinen an diesen Ausgängen die Zähler DD4. DD5. der mit dem beweglichen Kontakt der Schalter SA3, SA4 verbunden wird. Es tritt Hochspannung auf. Der gleiche Pegel erscheint am Ausgang des Elements DD6.2. Als Ergebnis erstens. Der auf DD6.3-Elementen basierende Generator beginnt zu arbeiten. DD6.4, erzeugt eine Impulsfolge mit einer Frequenz von etwa 2 kHz. und der Schallsender BF1 gibt ein Signal aus, das anzeigt, dass eine bestimmte Strommenge durch die zu ladende Batterie geflossen ist. Zweitens öffnet sich der Transistor VT1 und das elektromagnetische Relais K1 wird betätigt, dessen Kontakte K 1.1 beim Öffnen die Last stromlos machen. Bis dahin bleibt die Installation in diesem Zustand. bis es vom Netzwerk getrennt wird. Der Ladezähler wird von einem bipolaren 2x9-V-Spannungsstabilisator gespeist, der auf den Mikroschaltungen DA2 und DA3 basiert. Abspann-Netzwerktransformator T1 – vereinheitlicht aus der TPP-Serie. Kondensatoren C6-C10. Geräte, die Mikroschaltungen vor Störungen schützen, sind in der Nähe jeder der Mikroschaltungen DD1 - DD5 installiert. Bei einer Spannung von 1 V am Eingang des Spannungs-Frequenz-Wandlers schaltet sich der Dezimalpunkt der HG2-Anzeige mit einer Periode von ca. 3 s ein. Zeigt den Stromfluss durch den Lastkreis an. Je größer dieser Strom ist. desto öfter wird der Punkt eingeschaltet. Die Kathodenfäden der Lumineszenzindikatoren HG1 und HG2 werden vom negativen Arm des Stabilisators mit Strom versorgt. Dies geschieht, um die Spannungsdifferenz zwischen den Anodenelementen und der Kathode des Indikators zu erhöhen, wodurch die Helligkeit der Anzeige erhöht werden kann. Die Leuchtanzeigen im Messgerät werden mit einer reduzierten Spannung (Typenschildspannung 20...30 V) betrieben, sodass ihre Anodenelemente direkt und ohne zusätzliche Transistoren mit den Ausgängen der K176IE4-Zähler verbunden sind. Anstelle von IV-ZA sind auch IV-b-Indikatoren geeignet, diese sind jedoch größer und verbrauchen mehr Kathoden-Glühstrom, sodass Sie die Widerstände R7 auswählen müssen. R8. Transistor VT1 – jede Silizium-NPN-Struktur mit geringer Leistung (z. B. aus den Serien KT312, KT315, KT503, KT3117). Diodenbrücken VD1, VD2 – alle aus der KTs402-KTs405-Serie: Diode VD3 – auch alle aus der KD503-Serie, KD509, KD510, KD513, KD521, KD522. Die Kondensatoren C4, C11 sind Oxid. K50-16 oder K50-35; C3 – Keramik (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) oder Glimmer, und es sollte einen kleinen TKE (MPO) haben, da die Stabilität des Umwandlungskoeffizienten davon abhängt; der Rest ist beliebiger Art. Der Widerstand R1 besteht aus zwei parallel geschalteten C5 - 16V mit einem Nennwert von 0.2 Ohm und einer Leistung von 5 W. Sie können es selbst aus einem Stück dickem, hochohmigem Draht herstellen. Trimmerwiderstand R4 – Multiturn SP5-2; der Rest sind MLT, C2-23, C2-33, wobei R2 aus zwei parallel geschalteten Widerständen besteht (z. B. mit Werten von 1 und 10 Ohm). Relais K1 wird importiert. Bester BS902CS (seine Wicklung hat einen Widerstand von 500 Ohm. Die Kontakte sind zum Schalten von Gleich- und Wechselstrom bis 10 A bei einer Spannung von 220 V ausgelegt) Er hat die Abmessungen 20x15x15 mm. Ein passendes Haushaltsrelais für einen Ladezähler kann aus der Gruppe der Automotive-Relais ausgewählt werden [3]. Der Transformator TPP232-127/220-50 kann durch alle TLL23)-127/220-50-TPP235-127/220-50-Serien ersetzt werden. In diesem Fall sollten die Sekundärwicklungen so angeschlossen werden, dass den Diodenbrücken VD1 und VD2 eine Spannung von 12 ... 15 V zugeführt wird. Der Netztransformator kann unabhängig hergestellt werden. Es ist auf einen Bandmagnetkern ШЛ16х20 gewickelt. Wicklung I enthält 2400 Windungen PEV-1 0.08-Draht. Wicklungen II und III - jeweils 140 Windungen aus PEV-1 0.25-Draht. Piezoelektrischer Schallsender BF1 – beliebig aus der ZP-Serie. Kippschalter SA1 - P2T oder ein anderer, ausgelegt für einen Strom von mindestens 5 A; SA2 - beliebig. Galet-Schalter SA3 - MPN-1. Der Ladezähler ist in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 200x80x65 mm montiert. Die Teile werden auf zwei Leiterplatten platziert, die Installation erfolgt über montierte Leiterbahnen. Auf einem davon mit Abmessungen von 190-130 mm, an der Unterseite des Gehäuses befestigt, sind T1-Elemente installiert. VD1. VD2. DA2. DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. Die restlichen Teile werden auf einer zweiten Platine (165x45 mm) angelötet, die mit der Frontplatte der DAI-Spannungsstabilisatoren verschraubt wird. DA2 sind auf Kühlkörpern mit einer Kühlfläche von jeweils 30...40 cm2 montiert. Kalibrieren Sie das Gerät wie folgt. Die Eingangskontakte des Zählers werden gemäß dem Diagramm in Abb. an den offenen Lastkreis angeschlossen. 2a und stellen Sie den Betriebsstrom auf 1 A ein. Die Kontakte des Kippschalters SA1 sollten sich in der geöffneten Position befinden, und die Kontakte des Kippschalters SA2 sollten sich in der geschlossenen Position befinden. Durch wiederholtes Messen der Pulswiederholungsperiode am Ausgang des DA1-Wandlers (Pin 7). Der Einstellwiderstand R4 stellt deren Sechs-Sekunden-Periode ein. Überprüfen Sie anschließend die Genauigkeit der sechsminütigen Impulsperiode am Ausgang M (Pin 10) des Zählers DD1 und. ggf. mit dem gleichen Widerstand korrigieren. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, die Ladung, die der Akku aufnehmen soll, objektiv zu bestimmen, wenn seine tatsächliche Kapazität bekannt ist und er bis zur unteren zulässigen Grenze entladen wird. Zur Bestimmung der Batteriekapazität wird eine Entladeanlage nach dem Diagramm in Abb. aufgebaut. 2.6. Maximaler Konstantstrom. die in der Stellung „100Ah“ des Schalters SA1 - 10 A durch den Eingangskreis geleitet werden kann. - 10A. Liegt der gemessene Strom in Form von Impulsen vor (z. B. beim Laden einer Batterie), muss der durchschnittliche Stromwert auf 1...6 A reduziert werden. Andernfalls kommt es zu einer Überhitzung des Widerstands R7. Bei geöffneten Kontakten des Kippschalters SA1 sollte der Strom 1 A nicht überschreiten. Literatur
Autor: A. Evseev, Tula
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Kommentare zum Artikel: sc55 Sehr nützlicher Artikel! Es ist jedoch wünschenswert, eine modernere Elementbasis zu verwenden (insbesondere LED-Anzeigen ...).
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