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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Batterieladegerät/-entladegerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen Die Stromversorgung von Haushaltsfunkgeräten mit Batterien anstelle von galvanischen Zellen dürfte die Betriebskosten um das Hundertfache senken. Dies wird jedoch häufig nicht erreicht. Akkus verlieren schnell an Kapazität, die vom Hersteller garantierte Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen wird nicht eingehalten. Versuchen wir es herauszufinden. Betrachten wir versiegelte Cadmium-Nickel-Batterien mit einer Kapazität von 0,06 bis 0,55 Ah oder mehr. Normalerweise reicht die Spannung einer Batterie nicht aus, um das Funkgerät mit Strom zu versorgen; Sie müssen eine Batterie aus 2-10 Batterien zusammenstellen. Hierher kommen alle Probleme. Die Batteriekapazität ist der wichtigste und praktisch einzige Parameter, der ihre Leistung bestimmt. Alle Batterien, aus denen eine Batterie besteht, müssen die gleiche Kapazität und den gleichen Ladezustand haben. Die zweite Anforderung ist mehr oder weniger erfüllt, die erste wird jedoch häufig verletzt. Die auf dem Batteriegehäuse angegebene Nennkapazität gilt für frisch hergestellte Batterien (und dann mit einer gewissen Toleranz). Bei richtiger Lagerung ist dieser Behälter recht lange haltbar. Richtig bedeutet, sie unter bestimmten klimatischen Bedingungen zu lagern und regelmäßig aufzuladen. All dies ist sehr mühsam und wird fast nie durchgeführt. Dadurch verlieren die Batterien an Kapazität, die in Wirklichkeit unter dem Nennwert liegt, wenn auch nicht viel. Viel zerstörerischer ist der ungebildete Umgang mit Batterien. Die Literatur [1, 2] weist darauf hin, dass eine Tiefentladung von Batterien (auf eine Spannung unter 1 V) unzulässig ist, da sie in diesem Fall irreversibel ihre Kapazität verlieren. In der Praxis wird die Batterieentladespannung nie kontrolliert (der Autor ist nur bei Amateurfunkentwicklungen auf Geräte gestoßen, die die Entladespannung überwachen). Tatsache ist, dass selbst Kontrolle die Situation nicht rettet. Um dies zu verstehen, schauen wir uns den Prozess der Verkürzung der „Lebensdauer“ einer Batterie anhand eines Beispiels an. Angenommen, eine Batterie besteht aus sieben Batterien, von denen eine eine tatsächliche Kapazität hat, die kleiner ist als die der anderen. Im entladenen Zustand erreicht dieser Akku 1 V früher als die anderen. Selbst wenn die Entladespannung kontrolliert wird, wird dieser Umstand nicht bemerkt und die Entladung wird fortgesetzt. Eine „schwache“ Batterie wird tiefentladen und verringert ihre Kapazität weiter. In den folgenden Zyklen nimmt die Entladungstiefe immer mehr zu, bis schließlich die Entladung auf Null geht. Wenn die Spannung jeder der verbleibenden Batterien mehr als 1,16 V beträgt, wird dieser Umstand wiederum nicht bemerkt (1,16 x 6 = 7) und die Entladung wird fortgesetzt. Der „schwache“ Akku beginnt mit dem Laden in entgegengesetzter Polarität zu den anderen Akkus – es kommt zu einer Polaritätsumkehr des „schwachen“ Akkus. Wie sie sagen: „Weiter geht es nirgendwo hin!“ Es stellt sich heraus, dass die Spannung an der Batterie 7 V beträgt und die Entladung stoppt, während die Spannung jeder der sechs Batterien 1,16 V beträgt, d. h. sie sind etwas mehr als die Hälfte entlassen. Die Abhängigkeit der Batteriespannung von der Entladezeit bei Nennentladestrom ist in Abb. 1 dargestellt.
Handelt es sich bei der Batterie um eine Monoblock-Batterie, zum Beispiel 7D-0,125, dann könnte man meinen, dass die Batterie fast die Hälfte ihrer Nennkapazität verloren hat und weggeworfen werden kann. Aber es enthält sechs perfekt brauchbare Batterien! Und einer, der durch Tiefentladungen „unschuldig ruiniert“ wurde, was hätte funktionieren und funktionieren können, wenn es nicht zugelassen worden wäre, dass er sich tief entladen hätte. Und das bei gleichzeitiger Kontrolle der Entladespannung! Und ohne Kontrolle ist die Situation noch schlimmer. Lade-Entlade-Gerät Die Notwendigkeit, die tatsächliche Batteriekapazität zu ermitteln, ist unbestreitbar. Dies ist jedoch mit viel Zeit und Aufwand verbunden. Sie müssen die Lade-Entlade-Vorgänge, die Zeit usw. ständig überwachen. Ein Lade-Entlade-Gerät (CDD) eliminiert all diesen Aufwand. In der Praxis reduziert sich der Zeitaufwand für die Ermittlung der tatsächlichen Batteriekapazität um ein Vielfaches. Durch Einschalten des Ladens (Entladens) des Akkus kann das UZR unbeaufsichtigt gelassen werden, während andere Dinge erledigt werden. Die Ladung (Entladung) wird automatisch abgeschaltet, wenn der Akku die angegebene Endspannung erreicht. Gleichzeitig wird die Dauer der Ladung (Entladung) erfasst. Es bleibt nur noch, die Messergebnisse zu einem geeigneten Zeitpunkt aufzuzeichnen. Ursprünglich war der UZR als reines Ladegerät konzipiert. Als zusätzliche Servicefunktion wurde der Entlademodus eingeführt, da dieser durch einfaches Umschalten der im UZR verfügbaren Einheiten erreicht wurde. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass der Hauptvorteil der Ultraschallprüfung darin besteht, dass sich die tatsächliche Kapazität von Batterien zudem ohne großen Zeitaufwand ermitteln lässt. Darüber hinaus ist es mithilfe der Ultraschallprüfung leicht, solche Batteriefehler wie einen Anstieg des Widerstands von Verbindungen sowohl zwischen der Batterie als auch innerhalb der Batterie zu erkennen. Im letzteren Fall müssen solche Batterien entsorgt werden. Mit dem UZR können Sie eine Batterie mit einer bis zehn Batterien mit einer Kapazität von 0,06 bis 1 Ah laden (entladen) und die tatsächliche Kapazität der Batterien mit einer Genauigkeit von nicht weniger als 5 % bestimmen. Die Stromversorgung des UZR erfolgt über ein 220-V-Netz. Das Funktionsprinzip des SRM Der USR besteht aus einzelnen Blöcken, die alle sowohl an der Ladung (Abb. 2) als auch an der Entladung (Abb. 3) beteiligt sind, nur ihre gegenseitige Verbindung ändert sich.
1. Eine Kette identischer Widerstände R1R10, versorgt mit einer stabilisierten Spannung. An jedem Widerstand fällt ein „Quantum“ Spannung ab, was einer Batterie entspricht. Mit dem Schalter SA1 können Sie die Anzahl der „Quanten“ gleich der Anzahl der geladenen (entladenen) Akkus im Akku einstellen. 2. Skalierung des Batteriespannungsteilers Rmas, R15. Beim Laden ist der Widerstandswert des Widerstands Rmas so bemessen, dass der Komparator mit einer Spannung von etwas mehr als 1,35 V pro Batterie arbeitet. Beim Entladen ist der Widerstand Rmas so bemessen, dass der Komparator mit einer Spannung von 1 V arbeitet. 3. Komparator, der die Batteriespannung mit der vom Schalter SA1 kommenden Referenzspannung vergleicht. Wenn sie gleich sind, wird der Komparator ausgelöst und erzeugt ein Signal, das nach Verstärkung an das Relais geht und den Lade- (Entlade-) Schaltkreis abschaltet. 4. Zeitzähler, der die Dauer der Ladung (Entladung) festlegt. 5. Stromstabilisierendes Zwei-Terminal-Netzwerk, das einen konstanten Lade- (Entlade-)Strom gewährleistet. Natürlich ist ein Netzteil vorhanden (im Diagramm nicht dargestellt). Schematische Darstellung des SLM Lassen Sie mich gleich einen Vorbehalt machen: Nicht alle Schaltungslösungen sind optimal, da sie in erster Linie von der Verfügbarkeit der Elementbasis bestimmt wurden. Die Schaltung ist auf separaten Leiterplatten aufgebaut. In diesem Fall ist dies gerechtfertigt: Wenn viele Elemente außerhalb der Platinen platziert werden, machen ein Dutzend zusätzlicher Verbindungen zwischen den Platinen keinen Unterschied, insbesondere da es sich nicht um eine Massenproduktion in der Fabrik handelt. Darüber hinaus ist die Platzierung von Blöcken auf separaten Platinen organisch mit der notwendigen Umschaltung verbunden. Betrachten Sie den Schaltplan für jede Platine separat. Vergleichsplatine Als Komparator wurde ein Operationsverstärker 140UD8A verwendet (Abb. 4). Die Widerstände R13, R14 schützen zusammen mit den Dioden VD2, VD3 die Komparatoreingänge vor Überspannungen und zusammen mit dem Kondensator C1 vor Impulsrauschen. Der Komparator ist sehr empfindlich gegenüber Störungen, die hauptsächlich aus dem Netzwerk stammen. Er ist besonders empfindlich am Ende des Ladevorgangs (Entladevorgangs), wenn die Spannungsdifferenz an seinen Eingängen über einen längeren Zeitraum sehr gering ist und Dutzende oder sogar Einheiten beträgt Millivolt.
Die Widerstände R16, R17 bilden Rmas im Entlademodus (Platinenklemmen 7, 10 sind kurzgeschlossen). Durch die Verwendung von zwei Widerständen können Sie den Widerstandswert Rmas mit einer Genauigkeit von 1 % auswählen, wobei Widerstände mit einer Toleranz von 10 % verwendet werden. Die Widerstände R29, R11 ergänzen Rmas beim Laden auf den erforderlichen Wert. Widerstand R11 ist ein Abstimmwiderstand, der sich „unter dem Schlitz“ auf der Frontplatte befindet. Tatsache ist, dass die tatsächlichen Kapazitäten von Batteriebatterien immer geringfügig voneinander abweichen und sich an ihnen zu unterschiedlichen Zeiten eine Spannung von 1,35 V (die höchste Spannung, die bei einer geladenen Batterie möglich ist) bildet. Voll geladene Batterien nehmen keine Ladung mehr auf und es beginnt eine Polarisierung der Pole, wodurch die Spannung an der Batterie um mehrere Hundertstel Volt ansteigt. Die Polarisierung der Pole schadet dem Akku nicht [2], ermöglicht aber einen Ausgleich des Ladezustands von Akkus, die sich in der tatsächlichen Kapazität geringfügig unterscheiden. Die Polarisationsspannung ist nicht genormt, daher muss die Spannung, bei der der Ladekreis abgeschaltet werden soll, im Bereich von 1,36–1,4 V pro Batterie experimentell ermittelt werden. Mit dem Widerstand R29 können Sie diese Grenzen über den gesamten Einstellbereich des Widerstands R11 erweitern. Beachten. Der Depolarisationsprozess der Pole dauert 3-4 Stunden. Nach dieser Zeit (ab dem Zeitpunkt, an dem der Ladevorgang abgeschlossen ist) beträgt die Spannung an jeder Batterie 1,35 V. Solche Batterien können als Modellelemente verwendet werden, mit denen Voltmeter kalibriert werden weltweit. Sie können auch Ihren Tester überprüfen, um festzustellen, wie „lügend“ er ist. Verzögern Sie diesen Vorgang nicht, sondern führen Sie ihn innerhalb von 3-4 Stunden nach dem Ende des Depolarisationsprozesses durch. Das positive Potential am Komparatorausgang fällt in seiner Ausgangsstellung beim Auslösen des Komparators auf -7 V ab. Da nachfolgende Stufen im Bereich von 0-18 V arbeiten, begrenzt die Kette R19, VD7 das Komparatorausgangssignal auf Massepegel. Darüber hinaus schützt der Widerstand R19 den Komparatorausgang vor Überlastung. Diese Kette kann jedoch weggelassen werden, indem der Widerstandswert der Widerstände R18, R25 leicht erhöht wird. Aber was getan wurde, ist getan, ich habe mir nicht die Mühe gemacht, es noch einmal zu machen. Der Transistor VT1 verstärkt das Stromsignal, um die LED HL1 zu zünden, die mit Pin 8 der Platine verbunden ist (in Abb. 4 nicht dargestellt). Es zeigt den Status des Komparators an. Der Transistor VT2 ist ein Gleichstromverstärker, der das Leistungssignal verstärkt, um das Relais auszulösen. Das Relais vom Typ RPS-20, zwei Wicklungen, polarisiert, hat zwei stabile Zustände. Beim Einschalten wird das Relais auf die Position eingestellt, in der die Kontakte 1, 4 den Lade- (Entlade-) Stromkreis mit der Batterie verbinden. Wenn der Komparator ausgelöst wird, versetzt der durch die Wicklung I des Relais fließende Strom des Transistors VT2 ihn in einen anderen stabilen Zustand und der Lade- (Entlade-) Schaltkreis wird ausgeschaltet. Die Wicklung I des Relais ist über die Relaiskontakte 5, 9 mit dem Transistor verbunden, d.h. es schaltet sich sofort aus. Dies ermöglicht den Einsatz von Relais mit einer Betriebsspannung, die deutlich unter der des Transistors liegt (bis zu 16 V). Die daraus resultierende mehrfache Stromüberlastung der Wicklung ist kurzfristig, d.h. akzeptabel. Tatsache ist, dass kleine Fernschalter (wie solche Relais genannt werden) nicht sehr verbreitet sind, sie sind Mangelware und es ist nicht immer möglich, ein Relais für die erforderliche Betriebsspannung zu bekommen. Zwar verbietet der Hersteller das Einschalten der Relaiswicklungen durch offene Kontakte: Dies kann dazu führen, dass der Relaisanker in einer Zwischenposition „hängt“. Dieses Verbot kann durch den Kondensator C4 umgangen werden, dessen Ladestrom nach dem Öffnen der Kontakte 5, 9 durch die Wicklung fließt und die Übertragung des Ankers abschließt. Die VD9-Diode reduziert den negativen Spannungsstoß am Kollektor des Transistors erheblich und schützt ihn so vor einem Durchbruch. Die Verwendung eines weniger verbreiteten Relais wird wie folgt erklärt. Wenn der Ladekreis ausgeschaltet wird, sinkt die Batteriespannung, und wenn der Entladekreis ausgeschaltet wird, steigt sie. In beiden Fällen kehrt der Komparator in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Bei Verwendung eines herkömmlichen Relais kommt es zu einem selbstoszillierenden Prozess. Das Abklemmen der Batterie und nicht des Lade- (Entlade-) Stromkreises verbessert die Situation nicht und führt zu neuen Schwierigkeiten beim Startvorgang. Es wäre möglich, das Problem zu lösen, indem man eine Hysterese in den Antwortpegeln in die Komparatorschaltung einführt. Dazu reicht es aus, einen Widerstand zwischen dem Ausgang des Komparators (Pin 7 der Mikroschaltung) und Pin 6 der Platine anzuschließen (der Widerstand dieses Widerstands sollte den Widerstand des Widerstands R15 um das 8- bis 10-fache übersteigen). Der Komparator arbeitet jedoch über einen weiten Eingangsspannungsbereich (1...9 V). Der Rückkopplungskreis müsste ebenfalls geschaltet werden, einschließlich eines eigenen Widerstands für jede Position des SA1-Schalters. Dies verkompliziert das Schema. Das RPS-20-Relais kann jedoch durch zwei gewöhnliche ersetzt werden, worauf weiter unten eingegangen wird. Die Zenerdiode VD8 entfernt das Zeitzählsperrsignal, wenn der Lade- (Entlade-) Schaltkreis ausgeschaltet wird. Während er angeschlossen und der Transistor VT2 geschlossen ist, liegt die Spannung an seinem Kollektor nahe Null, da er über die niederohmige Relaiswicklung geerdet ist. Wenn der Transistor öffnet und die Relaiswicklung ausgeschaltet wird, fließt Transistorstrom durch die Zenerdiode und ein positives Sperrsignal wird an den Zeitzähler gesendet. Der Widerstand R26 gewährleistet die Ausgabe dieses Signals, wenn die Relaiswicklung getrennt und der Transistor gesperrt ist. Ohne einen Widerstand würde das Kollektorpotential durch die Leckströme eines geschlossenen Transistors, einer Zenerdiode oder einer Leiterplatte bestimmt und wäre unvorhersehbar. Die Transistoren VT3-VT6 mit Begleitelementen bilden eine negative Spannungsquelle von -8 V zur Versorgung der Mikroschaltung. Die Stabilisierung dieser Spannung erfolgt durch die Kette R28, VD4. Zeitzähler (Abb. 5) ist auf zwei Brettern montiert. Der Zähler selbst ist auf einer Platine nach einem typischen Schema für Haushaltsuhren mit geringfügigen Unterschieden montiert: Der Tageszyklus (24 Stunden) ist nicht hervorgehoben, dies ist nicht erforderlich; Im Zähler-Master-Oszillator (Chip 176IE12) gibt es keine Elemente zur Einstellung der Frequenz des Quarzoszillators, da die erforderliche Zählgenauigkeit (0,1 %, also 10-3) deutlich geringer ist als die Frequenzabweichung des Quarzoszillators (10-4). XNUMX).
Sekundenimpulse (Pin 4 der 176IE12-Mikroschaltung) werden verwendet, um das Komma zwischen den Stunden- und Minutenziffern hervorzuheben. Dadurch können Sie den Zählvorgang anzeigen. LED-Digitalanzeigen müssen zur Beobachtung zugänglich sein und werden daher auf einer separaten Platine montiert (Abb. 6).
Widerstände R33-R61 (1,6 kOhm) begrenzen die Ströme durch die Anzeige-LEDs. Die Wahl der Werte dieser Widerstände ist ein Kompromiss zwischen zwei widersprüchlichen Anforderungen: den geringstmöglichen Strom aus den Mikroschaltungen auszuwählen (nicht mehr als 5 mA pro Pin) und eine ausreichende Helligkeit der Anzeigen sicherzustellen. Stabiler Stromgenerator (GST) (Abb. 7). Die Anforderungen an das GTS sind sehr streng. Es muss in einem Spannungsbereich von 1 bis 18 V arbeiten und Ströme bis 100 mA stabilisieren. Daher wurde die einfachste Schaltung mit einer minimalen Anzahl von pn-Übergängen gewählt [3, Abb. 46], ein Germaniumtransistor und anstelle eines Widerstands in der Diodenschaltung ein „lokaler“ GST auf einem Feldeffekttransistor verwendet verwendet wurde [3, Abb. 49]. Die Verlustleistung des VT8-Transistors ist recht gering und seine Erwärmung ohne Kühlkörper überschreitet nicht den zulässigen Grenzwert. Bei hohen Stabilisierungsströmen steigt der Strom jedoch in den ersten 10–20 Minuten des Betriebs um 20–30 %.
Später, nachdem das thermische Gleichgewicht hergestellt ist, ändert sich der Strom nicht. Durch die Installation des Transistors auf einem Heizkörper mit einer Gesamtfläche von etwa 150 cm2 entsteht ein Wärmeausgleich mit geringerer Erwärmung und der Stromanstieg beträgt nicht mehr als 10 %. Der Grund für den genannten Nachteil besteht darin, dass dieser GST rein parametrisch ist und die Parameter des GST hauptsächlich durch die Parameter des Transistors bestimmt werden. Und diese Parameter sind bekanntlich stark temperaturabhängig. Bessere Ergebnisse wären beispielsweise von einem GTS mit einer Spannungsverstärkerstufe mit tiefer Gegenkopplung zu erwarten [3, Abb. 51]. Bekanntlich wird in solchen Schaltungen der Einfluss der Parameter einzelner Elemente auf die Parameter des gesamten Geräts um etwa das K-fache reduziert, wobei K die Verstärkung der Verstärkerstufe ist. Ich habe eine solche Schaltung getestet, sie zeigte hervorragende Ergebnisse, aber ich konnte sie nicht im erforderlichen Spannungsbereich zum Laufen bringen. Der Lade- (Entlade-)Strom kann mit dem Widerstand R 63 eingestellt und mit einem Milliamperemeter kontrolliert werden (Abb. 7). Eine Zeichnung der GTS-Leiterplatte sowie des unten beschriebenen Netzteils stelle ich nicht zur Verfügung, da die Konfiguration der Platine von der Größe und Form des verwendeten Strahlers abhängt und außerdem der Schaltplan recht einfach ist. Блок питания (Abb. 8) erzeugt zwei stabilisierte Spannungen.
Die „+18 V“-Schaltung (Stromversorgung des Komparators und der Ladeschaltung) wird durch einen einfachen Transistorfilter am VT9-Transistor stabilisiert; Der „+9 V“-Kreis (Stromversorgung des Zeitzählers) wird durch eine Schaltung mit VT11-Transistoren stabilisiert. Die Referenzspannung in diesem Stabilisator ist die Basis-Emitter-Spannung des Transistors VT11, die sich über den gesamten Stabilisierungsbereich kaum ändert. Die Ketten R64, C9 und R66, C12 reduzieren die Ausgangsspannungswelligkeit bei hohen Lastströmen erheblich. Die Transistoren VT9 und VT10 sind mit Strahlern mit einer Gesamtfläche von jeweils etwa 40 cm2 ausgestattet. Die Leiterplatte ist in Abb. 9 dargestellt (aa – Löcher zur Montage der Platine; bb – zur Montage des Relais).
Aufbau und Details Die Zeitzähltafel (siehe RD 4/2000) und die Anordnung der Elemente sind in Abb. 10 dargestellt.
Der UZR ist auf zwei 8 mm dicken Sperrholzplatten montiert, mit Schrauben befestigt (Abb. 11) und bildet die Frontplatte und den Gehäuseboden.
Die Verteilung der Teile ist in Abb. 12 dargestellt: Die Komparator- und Stromversorgungsplatinen befinden sich auf der Bodenplatte, alles andere befindet sich auf der Vorderseite. Aufgrund der hohen Installationsdichte wird sie an vorübergehend getrennten Panels durchgeführt. Die Installation jedes Panels reduziert sich auf 16-polige Kämme, die durch einen Eins-zu-Eins-Kabelbaum verbunden sind. Nach der Installation und dem Debugging werden die Panels schließlich miteinander verbunden. Die restlichen Wände des Gehäuses bestehen ebenfalls aus Sperrholz, die Seiten sind 8 mm dick, die Ober- und Rückseite sind 4 mm dick.
Die Platzierung der Teile auf der Frontplatte ist in Abb. 13 dargestellt.
Die Außenmaße des Gehäuses betragen 290 x 115 x 130 mm. Zweck der Schalter: SA1 – Auswahl der Anzahl der Batterien in der Batterie; SA2.1 – GTS-Eingangsumschaltung; SA2.2 – GTS-Ausgangsumschaltung; SA2.3 - Kurzschließen von R29, R11 während der Entladung; SA2.4 – Umschalten des inversen Eingangs des Komparators; SA2.5 – Umschalten des Direkteingangs des Komparators. Der Schalter SA1 ist ein Keksschalter vom Typ 11P1H. Die Widerstände R1-R10 werden direkt an die Schalterklemmen angelötet. Der SA2-Switch verwendet zwei 2P4N-Kekse. Ich habe die drei „Extra“-Richtungen mit den Richtungen SA2.1, SA2.2, SA2.3 parallelisiert. Ich ging davon aus, dass es nicht noch schlimmer werden würde. Schalter können natürlich beliebig gestaltet sein. Als Komparator habe ich einen 140UD8A Operationsverstärker im runden Gehäuse verwendet. Unter Berücksichtigung der Pinbelegung kann er durch nahezu jeden Operationsverstärker ersetzt werden. Wichtig ist nur, dass sein Eingangsstrom drei Größenordnungen (1000-mal) kleiner ist als der Strom, der durch die Widerstandskette R1-R10 fließt. Der Transistor VT2 benötigt keinen Kühler, er kann gemäß dem Diagramm in Abb. 14 ausgetauscht werden.
Beide Transistoren müssen pnp-Leitfähigkeit haben, Transistor VT2.1 beliebiger Leistung, VT2.2 - hoher Leistung. Transistoren VT1, VT3-VT6 mit beliebiger geeigneter Leitfähigkeit. Ein VT7-Transistor vom Typ KP303A mit beliebigem Buchstabenindex kann durch einen KP302 ebenfalls mit beliebigem Buchstabenindex ersetzt werden. Es ist nur wichtig zu bedenken, dass die Stabilisierungseigenschaften dieses „lokalen“ GTS umso besser sind, je höher die Abschaltspannung des Transistorstroms ist . Die Transistoren VT9-VT11 können durch KT817 ersetzt werden, und der Transistor VT8 vom Typ GT701A kann durch jedes beliebige Germanium mit hoher Leistung und pnp-Leitfähigkeit (P213, GT905 usw.) ersetzt werden. Die Dioden VD11-VD14 vom Typ KD105 mit einem beliebigen Buchstabenindex können durch alle mit einem Strom von 1 A ersetzt werden, die Diode VD10 vom Typ KD223 - durch D104 oder im Extremfall durch eine beliebige Siliziumdiode. Alle anderen Dioden bestehen aus Silizium. Für die entsprechende Stabilisierungsspannung können auch Zenerdioden beliebiger Bauart sein. Jede HL-LED. LED-Digitalanzeigen vom Typ ALS324A können durch ALS321A, ALS337A, ALS338A, ALS342A sowie ALS334 oder ALS335 mit den Buchstabenindizes A oder B ersetzt werden. Alle haben eine gemeinsame Kathode und die gleiche Pinbelegung. Sie können durch die gleichen Indikatoren mit gemeinsamer Anode ersetzt werden; sie haben die Indizes B oder G. Es ist zu berücksichtigen, dass sie eine unterschiedliche Pinbelegung haben; Legen Sie eine Spannung von +9 V an den gemeinsamen Anschluss der Anzeigen an; Ändern Sie die Polarität der Ausgangssignale der Mikroschaltungen in die entgegengesetzte Richtung, dh legen Sie eine Spannung von +6 V an die Pins der 176 Mikroschaltungen 176IEZ und 4IE9 an. Das Relais RPS-20 (Pass RS4.521.752) mit einer Betriebsspannung von 10 V kann durch die gleichen Relais mit den letzten Ziffern des Passes -753, -757, -760, -762 sowie durch das Relais RPS- ersetzt werden. 23 mit Pass PC4.520.021 (es hat die gleiche Pinbelegung). Relais vom Typ RPS können gemäß dem Diagramm in Abb. 15 durch zwei herkömmliche ersetzt werden.
Wenn Sie die Taste „Start“ drücken, ist das Relais K2 mit den Kontakten K2.1 selbstsperrend, die gleichen Kontakte bereiten den Schaltkreis für das Relais K1 vor und die Kontakte K2.2 schalten den Lade- (Entlade-) Stromkreis ein. Wenn der Transistor VT2 öffnet, wird das Relais K1 aktiviert und die Kontakte K1.1 entsperren das Relais K2. Eine wichtige Rolle spielt der Widerstand R. Das Relais K2 ist lange angezogen und dank des Widerstands wird der Strom durch es deutlich reduziert, da der Haltestrom 4-6 mal geringer ist als der Betriebsstrom. Wenn die Kontakte K2.1 geöffnet und der Transistor VT2 geschlossen sind, fließt außerdem Strom durch die Relaiswicklungen entlang des Stromkreises: +18 V, in Reihe geschaltete Relaiswicklungen (wobei die Wicklung K1 durch eine offene Diode VD9 überbrückt wird), Widerstand R27 , Zenerdiode VD8. Relais K2 kann ansprechen. Der Widerstand R26 ist in dieser Schaltung übrigens nicht erforderlich (siehe Abb. 4). Kondensatoren aller Art, C1-C3, C8-C12 - Keramik, der Rest elektrolytisch. Alle Widerstände haben eine Toleranz von 10 und 20 %, mit Ausnahme der Widerstände R1-R10, die eine Toleranz von 1 % haben müssen. Wenn keine vorhanden sind, spielt das keine Rolle, Sie können mit einem normalen Tester Widerstände mit einer größeren Toleranz auswählen. Obwohl die Genauigkeit des letzteren selten 5 % übersteigt, kann die Ähnlichkeit von Widerständen mit viel größerer Genauigkeit bestimmt werden. Der Widerstandswert dieser Widerstände liegt zwischen 510 Ohm und 30 kOhm. Ich möchte Sie daran erinnern, dass Sie bei der Auswahl eines Wertes berücksichtigen müssen, dass der durch die Widerstände fließende Strom mindestens das 1000-fache des Eingangsstroms des Operationsverstärkers (Komparators) betragen muss. Besondere Diskussion über den Widerstand R63, der den GTS-Strom reguliert. Solche variablen Widerstände mit niedrigem Widerstand (70 Ohm) sind normalerweise drahtgewickelt; ihr Widerstand ändert sich abrupt, wenn sich der Motor von einer Umdrehung zur anderen bewegt. Bei großen Stabilisierungsströmen beträgt der Widerstandswert dieses Widerstands 5-7 Ohm, wodurch die prozentualen Sprünge unerschwinglich groß werden und es schwierig ist, den Strom mit der erforderlichen Genauigkeit einzustellen. Ein äußeres Zeichen für einen zufriedenstellenden Widerstand ist der Durchmesser seines Körpers; er sollte nicht weniger als 4 mm betragen. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn ein variabler Widerstand mit einem Widerstandswert von 63-3 Ohm in Reihe mit dem Widerstand R5 geschaltet wird. Solche Widerstände wurden vor 60 Jahren zur Regelung des Heizstroms von Radioröhren eingesetzt; man nannte sie Heizwiderstände. Es wurde das günstigste Milliamperemeter verwendet, das M4-2-Gerät, der Vollausschlagstrom der Nadel beträgt 22,5 mA, der Rahmenwiderstand beträgt 3,3 Ohm. Der Universal-Shunt bietet zwei Messgrenzen: 030 und 0-300 mA. Ich möchte Sie an den Vorteil eines Universal-Shunts erinnern: Der Kontaktwiderstand der Messendschalterkontakte ist nicht Teil des Shunts, sondern in Reihe mit dem Widerstand des Geräterahmens geschaltet. Dadurch wird der Messfehler deutlich reduziert und gleichzeitig der Kontaktwiderstand der Schaltkontakte durch deren Oxidation erhöht. Bei der Bestimmung der Parameter eines vorhandenen Geräts ist zu beachten, dass laut GOST die Spannung, die am Widerstand des Geräterahmens abfällt, wenn die Nadel vollständig ausgelenkt ist, 75 mV beträgt. Die Shunt-Widerstände werden direkt an die Anschlüsse des Geräts gelötet (durch die Blütenblätter). Als Leistungstransformator wurde der Ausgangsbildscan des Record 6-Röhrenfernsehers verwendet. Als Netzteil ist es eher schwach; wenn der Sekundärwicklung ein Strom von 0,4 A entnommen wird, sinkt die Spannung an ihm auf 14 V. Es erfüllt aber trotzdem seine Funktionen. Ein leistungsstärkeres wäre natürlich wünschenswert. Wenn Sie die Möglichkeit haben, einen Transformator selbst herzustellen, ist sein optimaler Parameter die Fähigkeit, einen Strom von 0,3 bis 0,4 A bei einer Spannung von 30 bis 33 V zu liefern. In diesem Fall empfiehlt es sich, das Netzteil entsprechend zusammenzustellen das Diagramm in Abb. 16. Dann ist keine lokale -8-V-Stromversorgung auf der Komparatorplatine erforderlich. Wenn Sie einen Transformator wickeln, wickeln Sie eine Abschirmung zwischen die Netz- und Sekundärwicklungen. Ein zusätzlicher Schutz vor einer eingeschalteten Kaffeemühle in der Küche oder vor Elektroschweißarbeiten im Eingangsbereich kann nicht schaden.
Debuggen von URM Es empfiehlt sich, das Debugging auf separaten Platinen durchzuführen, bevor die Schaltung in das Gehäuse eingebaut wird. Darüber hinaus sollten Sie erst dann mit der Herstellung des Gehäuses beginnen, wenn das Debuggen abgeschlossen ist. Beim Debuggen ist es ratsam, die Platinen über das „native“ Netzteil mit Strom zu versorgen, daher sollte das Debuggen damit beginnen. Beim Debuggen geht es darum, Fehler zu identifizieren und zu beseitigen. Wenn keine vorhanden sind, beginnt das Board sofort mit der Arbeit. Das eigentliche Debugging besteht aus der Einstellung der Komparator-Reaktionsspannungspegel, der Auswahl eines Milliamperemeter-Shunts und der Festlegung der Grenzwerte für die Anpassung des GTS-Stroms. Um die Komparatorplatine zu debuggen, sollten Sie:
Überprüfen Sie anhand des Erlöschens der LED die Ansprechspannung des Komparators im Entlademodus. Wenn sie von 1 V pro Batterie abweicht, wählen Sie den Widerstand R17 und ggf. den Widerstand R16. Sie können dies an jeder Position des SA1-Schalters überprüfen, genauer ist es jedoch bei einer Position, die 7–10 Batterien entspricht. Nachdem Sie die untere Stufe der Komparatorreaktion eingestellt haben, müssen Sie die Einstellgrenzen der oberen Stufe (Betrieb im Lademodus) überprüfen. Dazu sind die Platinenpins 7, 10 kurzzuschließen und die Widerstände R29, R11 vorübergehend anzuschließen. In den äußersten Positionen des Widerstandsschiebers R11 sollte die Ansprechspannung etwa 1,3 und 1,5 V betragen. Wählen Sie bei Bedarf den Widerstand R9. Die Zeitzählerplatinen müssen sofort mit einem Kabelbaum verbunden werden, dessen Länge ungefähr bestimmt ist. Der Zeitzähler sollte sofort funktionieren. Um sicherzustellen, dass die digitalen Anzeigen richtig verdrahtet sind, sollten Sie den Zähler laufen lassen, bis er überläuft, und dabei die Bilder der Zahlen beobachten. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, sollten Sie vorübergehend Sekundenimpulse an den Zählereingang legen; der Vorgang verkürzt sich auf 1 Stunde 40 Minuten. Bevor Sie das GTS debuggen, sollten Sie einen universellen Milliamperemeter-Shunt auswählen, um das GTS parallel dazu weiter zu debuggen. Die Widerstände R69, R70, die den Shunt bilden, werden nach der Methode sukzessiver Approximationen ausgewählt. Im GCT müssen Sie zunächst den Diodenstrom VD10 einstellen. Schalten Sie dazu den GTS gemäß dem Diagramm in Abb. 17 ein und verwenden Sie einen Tester als Milliamperemeter.
Stellen Sie durch Auswahl des Widerstands R62 den Diodenstrom auf 1,5-2 mA (für die Dioden D223, D104) oder 3,5-4 mA (für alle anderen Typen) ein. Wenn sich herausstellt, dass der Widerstand weniger als 100 Ohm beträgt, ersetzen Sie den Feldeffekttransistor durch denselben mit einer höheren Stromabschaltung. Schalten Sie den GTS gemäß dem Diagramm in Abb. 18 ein. Stellen Sie sicher, dass der Widerstand R63 den Transistorstrom von 4-5 bis 100 mA einstellen kann.
Die letzte Phase des Debuggens besteht darin, die obere Ebene der Komparatorreaktion festzulegen. Sie erfolgt nach der vollständigen Montage des UZR und seiner Platzierung im Gehäuse. Eine Batterie (710er Batterien) wird an den UZR angeschlossen und 13-15 Stunden lang geladen. In diesem Fall sollte der Widerstand R11 den maximalen Widerstand haben. Am Ende dieses Zeitraums beginnt der Widerstandswert des Widerstands R11 in möglichst kleinen Sprüngen im Zeitraum von 23 s zu sinken, bis der Ladekreis abgeschaltet wird. An diesem Punkt kann das Debuggen als abgeschlossen betrachtet werden. Das Gerät hat die folgenden Nachteile. 1. Erhöhung des GST-Stroms während der ersten 10–20 Minuten des Betriebs aufgrund der Erwärmung des VT8-Transistors. Das ist ein kleines Problem. Der Begriff „Batteriekapazität“ ist nicht klar genug. Der Wert dieser Kapazität hängt maßgeblich vom Lade-(Entlade-)Modus ab [1, 2]. Die Normalisierung des Lade- (Entlade-)Stroms (0,1 der Nennkapazität, ausgedrückt in Ah) soll die Möglichkeit bieten, Batterien zu vergleichen, deren Parameter an verschiedenen Orten und von verschiedenen Personen gemessen wurden. Unser Ziel ist es, Batterien mit der gleichen Kapazität zu identifizieren und in welchem Verhältnis sie zum Nennwert steht, wie sie sagen, „das Zehnte“. Es ist wichtig, die gleichen Lade- (Entlade-)Bedingungen sicherzustellen, auch wenn sie sich geringfügig von den allgemein akzeptierten unterscheiden. Sie können beispielsweise diese Regeln befolgen:
Nun, wenn Sie die tatsächliche Kapazität des Akkus objektiv bestimmen müssen, dann nehmen Sie sich zu Beginn des Ladevorgangs (Entladevorgangs) keine 10 bis 20 Minuten Zeit, um den GST-Strom anzupassen. 2. Das Ende der Entladung wird durch die Spannung der gesamten Batterie bestimmt. Befinden sich in der Batterie Akkus mit vermeintlich geringer tatsächlicher Kapazität, kann es sein, dass diese tiefentladen sind. Daher sollten Sie in solchen Fällen „auf der Hut“ sein und regelmäßig die Spannung jeder Batterie überwachen. Dieser Nachteil kann behoben werden, indem im UZR für jede Batterie ein Komparator installiert und diese so angeschlossen werden, dass das Ende der Entladung durch die „schwächste“ Batterie bestimmt wird. Aber das UZR-System wird komplizierter. Die Herstellung eines solchen Ultraschallgeräts ist nur dann gerechtfertigt, wenn es von Fachleuten eingesetzt wird. 3. Die Methode zur Bestimmung des Endes des Ladevorgangs (Entladevorgangs) anhand der Endspannung hängt vom Widerstand der Verbindungen zwischen den Batterien ab. Daher müssen Sie auf den Zustand der Kontakte zwischen den Batterien achten. Allerdings gibt es auch eine „Kehrseite der Medaille“: Mit Hilfe der Ultraschallprüfung lassen sich Batteriefehler in Form eines erhöhten Widerstands der Verbindungen zwischen den Batterien leicht erkennen. Dies ist besonders wichtig für Monoblockbatterien, bei denen der Zugang zu diesen Anschlüssen nicht möglich ist. Литература:
Autor: E.S. Kolesnik
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