Elektronisches Ladekontrollrelais. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Batterien, Ladegeräte

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Jeder Autoenthusiast möchte den Zustand des Stromversorgungssystems im Auto besser kontrollieren. Sowohl Über- als auch Unterladung des Akkus wirken sich negativ auf dessen „Gesundheit“ aus und verkürzen die ohnehin kurze Lebensdauer des Energiespeichers. Der vorgeschlagene Artikel widmet sich den Fragen der Gewährleistung optimaler Betriebsbedingungen für die Batterie.

Der Batterie-Generator-Relais-Regler (Bordspannungsstabilisator) ist in der Regel ein Ladesteuerrelais als Element zur Überwachung des Zustands des Batterie-Generator-Relais-Reglersystems. Die Betriebserfahrung des klassischen Zhiguli zeigt, dass es möglich ist, den Informationsgehalt der Kontrollleuchte zu verbessern, indem man ihr Standard-PC702-Relais durch seine elektronische Version ersetzt.

Eine Analyse der in den letzten 75 Jahren auf den Seiten des Radio-Magazins veröffentlichten Steuergeräte hat keine in jeder Hinsicht geeignete Option ergeben. Dennoch erscheint es optimal, dass die Signalleuchte auf der Instrumententafel neben der fehlenden Ladung auch eine Überspannung im Stromnetz anzeigt

Das den Lesern angebotene Gerät unterscheidet sich von den bekannten durch seine vollständige strukturelle und elektrische Austauschbarkeit mit dem PC702-Relais sowie die schnelle Montage und Demontage. Es implementiert ein gemischtes Prinzip der Überwachung des Zustands des Bordnetzes des Fahrzeugs. Das Fehlen oder Vorhandensein einer Batterieladung wird nicht durch den Spannungspegel, sondern durch das Fehlen oder Vorhandensein eines Ladestroms bestimmt. So funktioniert das PC702-Relais.

Dieses Prinzip bietet gewisse Vorteile: Es gewährleistet die Einfachheit und Zuverlässigkeit des Geräts, das Fehlen der Notwendigkeit, die Ansprechschwelle zu bestimmen und einzustellen, und die praktisch Unabhängigkeit von der Temperatur, was für Messgeräte wichtig ist. Überspannungsüberwachung – traditionell, mittels eines Maximalspannungssensors (PMS).

Das Ladekontrollrelais kann funktionell in folgende Komponenten unterteilt werden (siehe schematische Darstellung): Ladestromsensor mit Spannungsverstärker - R1-R3, VT1; DMN – R5-R7, DA1; Impulsgenerator - C2, R8, DD1.1; Stromverstärker - VT2; Pufferwechselrichter - DD1.2-DD1.4.

Wenn die Kontakte des Schalters SA1 „Zündung“ geschlossen sind (der Motor ist nicht gestartet oder läuft mit niedriger Drehzahl), bleibt der Transistor VT1 geschlossen, da ein leichter Rückstrom der Dioden VD2, VD4, VD6 der Generatoreinheit fließt in seinem Grundkreis. Daher ist die Spannung am Kondensator C1 und am unteren Eingang des Schmitt-Triggers DD1.1 schaltungsgemäß praktisch Null.

DMN ist ein Spannungskomparator, der auf einer gesteuerten Zenerdiode DA1 (TL431ILP, inländisches Analogon von KR142EN19 [1]) basiert. Die Zenerdiode ist geschlossen, da an ihrem Steuerausgang die vom R5R6-Teiler entnommene Spannung kleiner als die interne Referenzspannung ist (sie beträgt 2,5 V).

Daher wird der Kondensator C2 über die Sperrdiode VD1 des Geräts nahezu auf die Versorgungsspannung aufgeladen. Der Impulsgenerator ist gesperrt und sein Ausgang ist hoch. Der Ausgang des Puffers DD1.2-DD1.4 ist niedrig, der Transistor VT2 ist offen und gesättigt. Die Kontrolllampe HL1 leuchtet und zeigt an, dass kein Batterieladestrom vorhanden ist.

Mit zunehmender Motordrehzahl steigt die vom Fahrzeuggenerator G1 erzeugte Spannung. Sobald diese die Spannung an der Batterie überschreitet, öffnen die Dioden der Drehstrombrücke VD1-VD6 der Generatoreinheit. Im Basiskreis des Transistors VT1 entsteht ein pulsierender Strom. Dadurch entsteht an seinem Kollektor eine Impulsfolge mit variablem Tastverhältnis. Der Integrationskondensator C1 trennt den Gleichstromanteil. Sobald sein Wert etwa zwei Drittel der Versorgungsspannung der Mikroschaltung überschreitet, schaltet der Schmitt-Trigger DD1.1 in den entgegengesetzten Zustand. Dadurch schließt der Transistor VT2 und die Lampe HL1 erlischt.

Beachten Sie, dass sich das Gerät in Bezug auf die Funktionslogik in beiden beschriebenen Modi nicht vom PC702-Relais unterscheidet.

Der Betrieb im dritten Modus hängt vom Spannungsniveau im Bordnetz ab. Wenn im Auto ein temperaturkompensierter Stabilisator ähnlich [2, 3] verbaut ist, kann die obere Regelgrenze mit 15,5 ... 16 V angenommen werden. Bei Verwendung eines herkömmlichen Relaisreglers (Stabilisator) 121.3702 beträgt dieser Schwellenwert kann auf 14,5 .. .15 V reduziert werden.

Bei Erreichen des ausgewählten Schwellenwerts wird der DMN aktiviert und die Spannung an der Anode der Sperrdiode VD1 sinkt auf etwa 2 V. Der geladene Kondensator C2 schließt die Diode VD1 und hebt die Sperrung des Impulsgenerators auf.

Der Kondensator C2 beginnt sich über den Widerstand R8 und den Ausgang des Schmitt-Triggers DD1.1 zu entladen. Sobald die abnehmende Kondensatorspannung ein Drittel der Versorgungsspannung der Mikroschaltung erreicht, schaltet der DD1.1-Trigger und an seinem Ausgang erscheint ein hoher Pegel. Der Kondensator beginnt erneut, sich über den Widerstand R8 vom Triggerausgang aufzuladen – der Generator beginnt, rechteckige Impulse zu erzeugen.

Dadurch öffnet und schließt sich der Transistor VT2 periodisch, die HL1-Lampe blinkt und signalisiert eine Fehlfunktion der elektrischen Ausrüstung, die zu einer Überspannung des Bordnetzes führt. Die Verwendung einer Mikroschaltung mit Schmitt-Triggern ist auf ihre gute Störfestigkeit aufgrund der „Hysterese“-Charakteristik zurückzuführen.

Die Elemente HL2, R11 bilden einen Duplikatindikator. Es ist nicht erforderlich, hilft aber, wenn die HL1-Lampe durchbrennt.

Im Relais kann anstelle von KT502A jeder Silizium-pn-p-Transistor arbeiten, und anstelle von KT973A kann jede zusammengesetzte Silizium-pn-p-Struktur mit einem zulässigen Kollektorstrom von mindestens 2A arbeiten. Aufgrund der höheren Belastbarkeit ist es ratsam, die Mikroschaltung KR1561TL1 nicht gegen eine andere auszutauschen. Bei der Auswahl eines DA1-Chips ist zu berücksichtigen, dass der Betriebstemperaturbereich der Zenerdiode TL431ILP (und ihrer dem Industriestandard entsprechenden Varianten) zwischen -40 und +80 °C liegt; für das inländische Analogon KR142EN19 - von -10 bis +70 ° С.

Das Relais ist auf einer 47x29 mm großen Leiterplatte aus 1 mm dickem Textolith oder Getinaks montiert. Die Verbindungen werden mit MGTF-Draht mit einem Querschnitt von 0,07 mm2 hergestellt, die meisten Hochstromkabel haben einen Querschnitt von 0,35 mm2. Die Platine ist über zwei Kunststoffbuchsen mit der Getinax-Platine des PC702-Relais verbunden.

Um ein elektronisches Analogon zu installieren, ist es notwendig, das Metallgehäuse des Relais zu erweitern, das elektromagnetische Führungsrelais von der Platine zu entfernen, Klemme 3 auf 5 ... 87 mm zu kürzen und flexible Leiter an die Klemmen 30/51, 85 und 87 zu löten . Verbinden Sie den gemeinsamen Draht des elektronischen Analogons des Relais mit dem Metallgehäuse, um beim Einbau den Kontakt mit der Karosserie sicherzustellen. Nachdem Sie die Platine in das Gehäuse eingebaut haben, rollen Sie sie erneut um den Umfang herum.

Um die Leistung des Relais zu testen, ist eine einstellbare Gleichspannungsquelle von 10 bis 16 V mit einem Ausgangsstrom von bis zu 1,5 A erforderlich. Der positive Ausgang der Quelle wird an Klemme 87 und der negative Ausgang an eine gemeinsame Leitung angeschlossen . An Klemme 30/51 wird eine KFZ-Blinklampe AA12-3 angeschlossen.

Durch Änderung der Versorgungsspannung von 10 auf 14 V wird die Lampe eingeschaltet. Verbinden Sie Klemme 85 über einen Widerstand mit einem Widerstand von 51 ... 100 Ohm mit einem gemeinsamen Kabel – die Lampe sollte erlöschen. Dann wird die Versorgungsspannung schrittweise erhöht und das gepulste Ein- und Ausschalten der Lampe beobachtet. Die „Hysterese“ der Schwellenspannung überschreitet in der Regel 20 mV nicht.

Überprüfen Sie wie beschrieben die Funktion des Relais am Fahrzeug. Schalten Sie die Zündung ein – die Kontrollleuchte an der Seitenverkleidung geht an und leuchtet dauerhaft. Der Motor wird gestartet und im Leerlaufmodus ist die Lampe ausgeschaltet.

Schließen Sie die Leiter aneinander an, die für die Klemmen 15 und 67 des Relaisreglers geeignet sind, nachdem Sie sie zuvor von den Stiften entfernt haben. Erhöhen Sie vorsichtig die Motordrehzahl und steuern Sie je nach Auslastung des Bordnetzes den gepulsten Betrieb der Lampe mit einer Frequenz von mehreren Hertz (abhängig von der Nennleistung der Elemente R8, C2).

Literatur

1. Integrierte Schaltkreise. Mikroschaltungen für lineare Stromversorgungen und ihre Anwendung (Nachschlagewerk). - M.: Dodeka, 2001.
2. Biryukov S. Ein einfacher thermisch kompensierter Spannungsregler. - Radio, 1994, Nr. 1, S. 34, 35.
3. Lomanovich V. Thermisch kompensierter Spannungsregler. – Radio, 1985, Nr. 5, S. 24-27.

Autor: V. Chromov, Krasnojarsk

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