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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medidor de carga. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Baterías, cargadores Las baterías de los automóviles a menudo se cargan con dispositivos que no tienen un estabilizador de corriente. El dispositivo propuesto en este artículo permite, en este caso, determinar objetivamente el final de la carga de la batería. Además, hará esto con una forma arbitraria y un valor promedio de la corriente de carga. El final de la carga de la batería con una corriente estable suele estar determinado por la expiración de un período de tiempo conocido (la llamada carga por tiempo). Sin embargo, en realidad, la corriente de carga cambia debido a la acción de varios factores desestabilizadores. Dado que la resistencia interna de las baterías es muy pequeña, incluso un pequeño cambio en el voltaje de carga puede provocar un cambio significativo en la corriente. Por otro lado, la introducción de un estabilizador de corriente en el cargador complica significativamente el diseño del dispositivo y reduce la eficiencia. De una forma u otra, los cargadores de automóviles fabricados comercialmente, por regla general, no proporcionan estabilización de la corriente de carga. Se sabe que para cargar completamente la batería, es necesario informarle de cierta carga eléctrica (cantidad de electricidad) igual al producto del tiempo de carga y la corriente promedio. En otras palabras, el final de la carga puede determinarse por el valor de la carga informado a la batería. En este caso, los cambios en la corriente durante el proceso de carga no afectarán la carga, sino que solo aumentarán o disminuirán el tiempo de carga. La necesidad de medir la carga también surge en otros casos. Por ejemplo, cuando se realiza un entrenamiento de carga de una batería, siempre es necesario averiguar la capacidad que se les dará al descargar al voltaje mínimo permitido. Al realizar varios procesos electroquímicos (por ejemplo, galvanoplastia), también es útil medir la cantidad de electricidad que ha pasado a través de la solución. Para medir la carga que pasa a través del circuito de medición en condiciones de corriente inestable, se desarrolló el dispositivo que se describe a continuación. Su diagrama esquemático se muestra en la fig. 1.
La base del dispositivo es un convertidor de voltaje a frecuencia, hecho en el chip DA1. El voltaje en su entrada, proporcional a la corriente de carga, proviene de las resistencias de medición de corriente R1, R2 (ya sea de una o de ambas, según el límite de medición seleccionado por el interruptor basculante SA1). Dado que la función de conversión es lineal, la frecuencia de salida del chip DA1 es directamente proporcional a la corriente de carga. El funcionamiento del convertidor integrado KR1008PP1 se describe en detalle en la literatura [1,2]. por lo que se omite aquí. El voltaje de pulso de salida del convertidor se alimenta a la entrada del divisor de frecuencia DD1. Reduce la frecuencia de los pulsos de entrada en 32768 60 = 1 966 080 veces. El factor de conversión y el factor de división de frecuencia se eligen de manera que cuando el voltaje en la entrada del convertidor es de 1 V, los pulsos en la salida del contador siguen con un intervalo de 0.1 h (o 360 s). En otras palabras, un pulso a la salida del medidor corresponde a una carga eléctrica de 0.1 A·h que pasa por el circuito de medición. cuando los contactos del interruptor de palanca SA1 están abiertos, o 1 Ah cuando están cerrados. Un simple cálculo le permite determinar el factor de conversión requerido: 1966080/360=5461 Hz/V. Dado que esta frecuencia es significativamente (más de 50 veces) superior a 100 Hz. el error de conversión al medir la carga transportada por una corriente pulsante (después de la rectificación de onda completa) debería ser insignificante, lo que se confirmó experimentalmente. Contador de pulsos binario-decimal de dos dígitos, realizado sobre dos contadores módulo 10 DD2. DD3 con indicadores digitales HG1. HG2. cuenta el número de amperios-hora o sus décimas. El punto decimal del indicador HG1 está encendido en el modo "10 Ah", el punto decimal del indicador HG2 parpadea cuando la corriente de carga fluye en el circuito de carga y cuanto más a menudo, mayor es la corriente. Para establecer el momento de desconexión de la fuente de corriente de carga después del flujo de una carga dada, el dispositivo tiene un bloque de instalación que consta de dos contadores-decodificadores decimales DD4. DD5. cambia SA3, SA4 y nodo lógico en los elementos DD6.1. DD6.2. El cambio en el estado de los contadores DD2 - DD5 ocurre por la disminución de los pulsos de entrada y el ajuste al estado inicial, al aplicar un voltaje de alto nivel a la entrada R. En el modo de medición de carga, el valor de carga requerido se establece con los interruptores SA3 y SA4, la capacidad del contador "1 Ah" o "10 Ah" se selecciona con el interruptor de palanca SA100 (el valor de división del dígito menos significativo del contador es 0.1 o 1 Ah, respectivamente). La entrada del dispositivo está conectada a la interrupción en el circuito de carga de acuerdo con el diagrama que se muestra en la fig. 2, a, suministre tensión de red al dispositivo y cierre los contactos del interruptor de palanca SA2 "Inicio".
Esta figura muestra un esquema funcional de la instalación para medir la cantidad de electricidad reportada a la batería recargable GB1. Según el mismo esquema, se monta una instalación para realizar un proceso electroquímico. Después de un tiempo, esas salidas de contadores DD4. DD5. que se conectará al contacto móvil de los interruptores SA3, SA4. aparecerá alto voltaje. El mismo nivel aparecerá en la salida del elemento DD6.2. Como resultado, primero. el generador, hecho con los elementos de DD6.3, comenzará a funcionar. DD6.4, generando una secuencia de pulsos con una frecuencia de unos 2 kHz. y el zumbador BF1 dará una señal indicando que una cantidad predeterminada de electricidad ha fluido a través de la batería que se está cargando. En segundo lugar, se abrirá el transistor VT1 y operará el relé electromagnético K1, cuyos contactos K 1.1, al abrirse, desactivarán la carga. En este estado, la instalación estará hasta entonces. hasta que se desconecte de la red. El medidor de carga está alimentado por un regulador de voltaje bipolar 2x9 V. hecho en microcircuitos DA2, DA3. Transformador de red reductor T1 - unificado de la serie Cámara de Comercio e Industria. Condensadores C6-C10. Para proteger los chips del dispositivo de interferencias, instale uno a la vez cerca de cada uno de los chips DD1 - DD5. A una tensión de 1 V en la entrada del convertidor de tensión-frecuencia, el punto decimal del indicador HG2 se enciende con un período de aproximadamente 3 s. indicando el flujo de corriente a través del circuito de carga. Cuanto más esta corriente. cuanto más a menudo la inclusión del punto. Los filamentos catódicos de los indicadores fluorescentes HG1 y HG2 son alimentados por el brazo negativo del estabilizador. Esto se hace para aumentar la diferencia de voltaje entre los ánodos: elementos y el cátodo del indicador, lo que permite aumentar el brillo de la pantalla. Los indicadores fluorescentes en el medidor funcionan con bajo voltaje (voltaje de la placa de identificación 20 ... 30 V), por lo que sus ánodos: los elementos están conectados directamente a las salidas de los contadores K176IE4, sin transistores adicionales. En lugar de IV-ZA, los indicadores IV-b son adecuados; sin embargo, son más grandes y consumen más corriente de calentamiento del cátodo, por lo que deberá seleccionar las resistencias R7. R8. Transistor VT1: cualquier estructura npn de silicio de baja potencia (por ejemplo, de las series KT312, KT315, KT503, KT3117). Puentes de diodos VD1, VD2 - cualquiera de las series KTs402-KTs405: diodo VD3 - también cualquiera de las series KD503 KD509, KD510, KD513, KD521, KD522. Condensadores C4, C11 - óxido. K50-16 o K50-35; C3 - cerámica (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) o mica, y debe tener un pequeño TKE (MPO), ya que de esto depende la estabilidad del coeficiente de conversión; el resto, de cualquier tipo, la resistencia R1 consta de dos C5 conectados en paralelo - 16V con un valor nominal de 0.2 ohmios y una potencia de 5 vatios. Se puede fabricar de forma independiente a partir de un trozo de alambre grueso de alta resistencia. Resistencia de ajuste R4 - multivuelta SP5-2; el resto son MLT, S2-23, S2-33 y R2 está formado por dos resistencias conectadas en paralelo (por ejemplo, con valores nominales de 1 y 10 ohmios). Relé K1 usado importado. Best BS902CS (su devanado tiene una resistencia de 500 Ohm. Los contactos están diseñados para conmutar corriente DC y AC hasta 10 A a un voltaje de 220 V) Tiene unas dimensiones de 20x15x15 mm. Se puede seleccionar un relé doméstico adecuado para un medidor de carga del grupo automotriz [3]. El transformador TPP232-127/220-50 se puede sustituir por cualquiera de la serie TLL23) -127/220-50-TPP235-127/220-50. en este caso, los devanados secundarios deben conectarse de tal manera que se suministre un voltaje de 1 ... 2 V a los puentes de diodos VD12 y VD15.El transformador de red también se puede hacer de forma independiente. Está enrollado en un circuito de cinta magnética ShL16x20 El devanado I contiene 2400 vueltas de cable PEV-1 0.08. devanados II y III - 140 vueltas de cable PEV-1 0.25 cada uno. Emisor piezoeléctrico de sonido BF1 - cualquiera de la serie ZP. Interruptor de palanca SA1 - P2T u otro, diseñado para una corriente de al menos 5 A; SA2 - cualquiera. Interruptores de sal SA3 - MPN-1. El medidor de carga está montado en una caja de plástico con unas dimensiones de 200x80x65 mm. Las piezas se colocan sobre dos tableros de textolita, la instalación se realiza mediante conductores colgantes. En uno de ellos con dimensiones de 190 130 mm, adjunto a la parte inferior de la caja, se instalan elementos T1. VD1. VD2. DA2. DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. El resto de piezas van soldadas en la segunda placa (165x45 mm) atornillada al panel frontal de los Estabilizadores de Tensión DAI. Los DA2 están montados en disipadores de calor con una superficie de refrigeración de 30...40 cm2 cada uno. Calibre el dispositivo de la siguiente manera. Los contactos de entrada del medidor están incluidos en el circuito abierto de la carga según el esquema de la fig. 2,a y establezca la corriente de funcionamiento en 1 A. Los contactos del interruptor de palanca SA1 deben estar en la posición abierta y el interruptor de palanca SA2 debe estar cerrado. Midiendo repetidamente el período de repetición del pulso en la salida del convertidor DA1 (pin 7). la resistencia de corte R4 establece su período de seis segundos. Luego verifique la precisión del período de pulsos de seis minutos en la salida M (pin 10) del contador DD1 y. si es necesario corregir con la misma resistencia. Cabe señalar que es posible establecer objetivamente la carga que debe aceptar la batería si se conoce su capacidad real y se descarga hasta el límite inferior permisible. Para determinar la capacidad de la batería, se ensambla una unidad de descarga de acuerdo con el esquema de la Fig. 2.6. Corriente continua máxima. que se puede pasar por el circuito de entrada en la posición "100A h" del interruptor SA1 - 10 A. y en la posición "10 A h". - 1A. Si la corriente medida está en forma de pulsos (por ejemplo, al cargar una batería), entonces el valor de corriente promedio debe reducirse a 6 ... 7 A. De lo contrario, la resistencia R1 se sobrecalentará. Con contactos abiertos del interruptor de palanca SA1, la corriente no debe exceder 1 A. Literatura
Autor: A. Evseev, Tula
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Comentarios sobre el artículo: sc55 ¡Artículo muy útil! Pero es deseable utilizar una base de elementos más moderna (en particular, indicadores LED ...)
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