Kostenlose technische Bibliothek ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ein Gerät zum Laden von Autobatterien. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen In Stromnetzen mit relativ geringer Leistung kommt es durch den gleichzeitigen Betrieb vieler Elektrowerkzeuge und Schweißgeräte zu solchen Überspannungen und Einbrüchen in der Netzspannung, dass alle Ladegeräte, die ich zuvor zusammengebaut hatte, einfach nicht mehr funktionierten oder eine ständige Überwachung erforderten. Bei einem Gerät mit manueller Regelung des Ladestroms war es bei deutlichem Absinken der Netzspannung – bis auf 170 V – erforderlich, den Stromregler auf Maximum zu stellen. Hätte man die Netzspannung nicht im Blick, dann würde der Ladestrom den Grenzwert überschreiten und im besten Fall würde die Sicherung durchbrennen, im schlimmsten Fall würde der Transformator durchbrennen. Es stellte sich heraus, dass stabilisierte Regler nicht in der Lage waren, solch große Schwankungen der Netzspannung zu erfassen, und bei plötzlichen Überspannungen und Einbrüchen führten sie zu den oben beschriebenen Konsequenzen. Ich musste dieses Problem gründlicher angehen, und wie die Praxis gezeigt hat, nicht umsonst. Mehrere Betriebsjahre des neuen Ladegeräts haben bestätigt, dass nur eine vollständige Abwesenheit der Netzspannung das Laden der Batterie verhindern kann. Die Verwendung eines proportional integrierenden (PI)-Reglers im neuen Gerät ermöglichte es, den spezifizierten Ladestrom unter der Einwirkung von destabilisierenden Faktoren genauer einzuhalten. Ein PI-Regler ist ein System, bei dem zur Gewährleistung der Stabilität der Regelung im Rückkopplungskreis ein spezieller Frequenzgang des Filters gebildet wird. Wenn sich der gesteuerte Parameter langsam vom eingestellten Wert entfernt, verhält sich der Filter wie ein Integrator, und wenn er sich schnell bewegt, verhält er sich wie eine trägheitsfreie Verbindung. Der Übergang von einem Modus zum anderen wird durch den Wert der Grenzfrequenz bestimmt, bei der die Phasenverschiebung im Steuerring den zulässigen Wert nicht überschreitet und die Systemstabilität gewährleistet ist. Das schematische Diagramm des Ladegeräts ist in Abb. eines. Quelle des Ladestroms sind die beiden Sekundärwicklungen IV und V des Netztransformators T1, die zusammen mit den Dioden VD1, VD2 bzw. VD3, VD4 zwei parallel geschaltete Vollweggleichrichter bilden. Der Strom kann durch den variablen Widerstand R14 im Bereich von 1 bis 10 A stufenlos verändert werden, wobei der eingestellte Wert stabilisiert wird. Dieses Gerät ist nach einer herkömmlichen Phasenanschnittschaltung aufgebaut, mit dem einzigen Unterschied, dass als Regelelement kein Thyristor, sondern ein leistungsstarker Feldeffekttransistor VT1 verwendet wird. Diese Entscheidung führte zu einfacher Steuerung und Designkomfort. Bei der Phasensteuerungsmethode werden Steuerimpulse für das Regelelement mithilfe einer Sägezahnspannung erzeugt. Um diese Spannung mit den Momenten zu synchronisieren, in denen die Netzspannung den Nulldurchgang durchläuft, wird eine Einheit verwendet, die aus den Elementen VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 und dem Komparator DA4 zusammengesetzt ist und durch angeschlossene Halbwicklungen II I I I-2 gespeist wird Serie. Wenn die Spannung an Wicklung II Null ist, wird die Diode VD7 durch die Sperrspannung geschlossen, die über die Widerstände R9, R10 von den Ausgängen der Hilfsstromversorgung der Mikroschaltungen geliefert wird, und der Komparator wechselt in einen Zustand, in dem der Open-Collector-Ausgang (Pin 9) hat eine Unterspannung. Über diesen Ausgangs- und Strombegrenzungswiderstand R13 wird der Kondensator C8 entladen, der über den Widerstand R8 ständig von derselben Hilfsquelle aufgeladen wird. Dadurch entsteht am Kondensator C8 eine Sägezahnspannung, die an die Nullphase der Spannung im Netzwerk gebunden ist. Der Komparator DA5 steuert den Steuertransistor VT1 entsprechend der am invertierenden Eingang angelegten Rampenspannung und der Ausgangsspannung des PI-Filters am nichtinvertierenden Eingang. Nachdem die Sägezahnspannung den am nichtinvertierenden Eingang anliegenden Pegel erreicht hat, stellt sich am Open-Collector-Ausgang eine Spannung nahe Null ein, die den Transistor VT1 schließt. Der positive Stromkreis der zu ladenden Batterie umfasst zwei parallel geschaltete Widerstände R3 und R5, die die Funktion eines Strommesselements übernehmen. Die von diesen Widerständen abgenommenen Ladestromimpulse werden dem Eingang des aktiven Bessel-Tiefpassfilters zugeführt, der am Operationsverstärker DA3 montiert ist. Die Wahl des Filtertyps wird durch die Gleichmäßigkeit seines Frequenzgangs sowie die hohe Linearität des Phasengangs und die kurze Einschwingzeit bestimmt. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters beträgt etwa 8 Hz. Sie wird durch die Elemente R4, R6, C3, C4 bestimmt. Der Filter unterdrückt wirksam die Grundschwingung des Ladestroms von 100 Hz, seine Trägheit sollte jedoch nicht zu groß sein. An den Ausgang des Tiefpassfilters ist ein Mikroamperemeter RA1 mit zusätzlichen Widerständen R12, R16 angeschlossen, dessen Messwerte direkt proportional zum Durchschnittswert des Ladestroms sind. Das Mikroamperemeter wird mithilfe des Trimmwiderstands R16 in Ampere des Ladestroms kalibriert. Vom Ausgang des Tiefpassfilters wird die Spannung auch dem Addierer zugeführt, der aus den Widerständen R11, R14, R15 besteht. Der variable Widerstand R14 regelt den Ladestrom. Die Differenz zwischen den am Verbindungspunkt der Widerstände R11 und R15 zugeführten Signalen wird dem Eingang des PI-Filters zugeführt. Der PI-Filter wird aus dem Operationsverstärker DA6 und den Elementen R17, R19 zusammengebaut. C10. Aufgrund der Trägheit des Tiefpassfilters wurde die Grenzfrequenz des Reglers auf etwa 8 Hz gewählt. Mit abnehmender Frequenz erhöht sich der Transmissionskoeffizient des Filters und steigt bei der Frequenz Null theoretisch bis ins Unendliche an. Dadurch wird eine minimale Abweichung zwischen Soll- und Istwert des Ladestroms erreicht. Bei einer Frequenz von 8 Hz oder mehr wird der Übertragungskoeffizient nur durch die Werte der Widerstände R17, R19 bestimmt. Es beträgt etwa 27 dB. Somit reduziert das Fehlanpassungssignal, das über den Komparator DA1 auf den Steuertransistor VT5 wirkt, die Differenz der Spannungswerte der obigen Signale am Verbindungspunkt der Widerstände R11 und R15 auf Null. Zur Stromversorgung von Komparatoren, Operationsverstärkern und anderen Komponenten des Geräts ist eine bipolare Hilfsquelle vorgesehen, die aus den Halbwicklungen III.1, III.2 des Transformators T1, dem Gleichrichter VD5, den Spannungsstabilisatoren DAI, DA2 und den Glättungsoxidkondensatoren C1 besteht. C2, C5 C6. Die LED HL1 zeigt an, dass das Gerät mit dem Netzwerk verbunden ist. Ein Lüfter mit Elektromotor M1 dient zur Zwangskühlung eines Blocks aus leistungsstarken Dioden VD1-VD4 und Transistor VT1. Die meisten Geräteteile sind auf einer universellen Technologieplatine platziert, die Installation erfolgt mit isolierten Drahtstücken. Die Widerstände R3...R5 sind drahtgewickelte C5-16V. Die restlichen Konstanten sind OMLT, MLT oder MT. Variable R14 – Leitung mit linearer Kennlinie. PPB-1 Trimmer R16 - SPZ-39A. Oxidkondensatoren sind am besten für den Betrieb bei erhöhten Temperaturen ausgelegt. Der Rest der Kondensatoren - beliebig. Transformator T1 - TS-180 aus einem alten Röhrenfernseher. Der Magnetkern muss zerlegt werden, alle Wicklungen außer der Primärwicklung I müssen aus den Spulen gewickelt werden, wobei die Abstandshalter aus Papierzwischenlagen erhalten bleiben müssen, und es müssen neue gewickelt werden. Zunächst werden die Wicklungen II.1 auf eine Spule und II.2 auf eine andere gelegt, jeweils 37 Drahtwindungen. PEV-2 0,18. und dann auch III.1 und III.2 mit jeweils 55 Drahtwindungen. PEV-2 0.38. Die Wicklungen IV und V werden zuletzt gewickelt, jeweils 150 Drahtwindungen. PEV-2 0,86 mit einer Abzweigung aus der Mitte. Es sind Wicklungs- und Zwischenlagendichtungen erforderlich. Halbwicklungen, die sich auf verschiedenen Spulen befinden und in eine Richtung gewickelt sind, sollten gegen den Uhrzeigersinn (d. h. Ende an Ende) verbunden werden, wie im Diagramm angegeben. Die Dioden VD1-VD4 und der Transistor VT1 sind ohne Isolierdichtungen auf einem gemeinsamen Kühlkörper der Computerprozessorbaugruppe mit dem DL-43-Lüfter installiert. Ein Kühlkörper in Form einer Platte mit einer Fläche von ca. 5 cm2 sollte ebenfalls mit einem Stabilisator DA1 versehen werden. Mikroamperemeter RA1 - M4206 mit einem Gesamtnadelauslenkungsstrom von 100 μA. Netzwerk-Kippschalter SA1 - MT-1. Bei den Klemmen an den Anschlüssen der zu ladenden Batterie handelt es sich um große Federklemmen in Krokodilform. Sie können in einem Radioteile- oder Autoteilegeschäft gekauft werden. Die Ansicht des Ladegeräts mit entfernter Abdeckung ist in Abb. 2. . Um zunächst die Funktionsfähigkeit des Ladegeräts zu überprüfen, wird an dessen Ausgang eine aktive Last mit einer Leistung von 100 W angeschlossen (eine Autoscheinwerferlampe mit parallel geschalteten Glühfäden). Zuvor wird der Ladestromregler R14 auf die Position des maximalen Widerstands eingestellt, die dem minimalen Strom entspricht. Die Last wurde in Reihe mit einem Kontrollamperemeter an den Ausgang des Ladegeräts angeschlossen. Stellen Sie sicher, dass Sie mit dem R14-Regler den Ladestrom innerhalb der festgelegten Grenzen ändern können, die bei Bedarf durch Auswahl des Widerstands R15 angepasst werden können. Dann wird eine Batterie in Reihe mit einem Kontrollamperemeter an den Ausgang des Geräts angeschlossen. Am Steueramperemeter wird ein Ladestrom von 10 A eingestellt und durch Bewegen des Schiebers des Widerstands R1 der Pfeil des Mikroamperemeters RA1 auf die letzte Teilung eingestellt. Autor: Dymow A. Siehe andere Artikel Abschnitt Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen. Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel. Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik: Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten
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