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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cargador automático. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Baterías, cargadores Como sabes, las baterías de plomo-ácido duran mucho más si se cargan constantemente. Para este propósito, la industria produce varios modelos de cargadores domésticos simples, pero muchos de los lectores no pueden pagar su costo. A continuación se muestra un cargador hecho en casa, cuya fabricación está bastante al alcance de los radioaficionados medianamente calificados. En la mayoría de los casos, el cargador es una fuente de corriente constante o pulsante, que consta de un transformador de red, un rectificador y un balasto que limita la corriente de carga de la batería. En el elemento de balasto (la mayoría de las veces su papel lo desempeña un reóstato, una lámpara incandescente o un transistor potente), se pierde una potencia significativa, liberada en forma de calor. Durante el proceso de carga, es necesario monitorear y ajustar constantemente la corriente de carga, que cambia debido a cambios en el voltaje de la batería, inestabilidad del voltaje de la red y otras razones, lo cual es extremadamente inconveniente. En las páginas de la literatura de radioaficionados se describen muchos diseños diferentes de cargadores. Sin embargo, me gustaría llamar la atención de los lectores sobre otra versión de un cargador automático que está libre de las desventajas anteriores y permite cargar baterías de plomo-ácido con una capacidad de 10 a 160 Ah. Proporciona una corriente pulsante estable igual a (valor promedio en amperios) 5 ... 10% del valor de capacidad de la batería (en amperios-hora). La carga dura de 10 a 12 horas hasta que el voltaje de la batería alcanza los 14,6 a 14,9 V con una densidad de electrolito de 1,27 a 1,29 g/cm3. El cargador consta de un transformador de red T2 (ver diagrama esquemático), un potente rectificador basado en diodos VD8, VD9 y trinistores VS1, VS2, una fuente de baja potencia hecha en los elementos VD6, VD7, R17, VD5, VD4, C4, C5 y alimentación del conjunto electrónico. El conjunto electrónico, a su vez, incluye un dispositivo de control de trinistor ensamblado en un transistor de unión VT2 y un transformador de pulso T1, un estabilizador de corriente de carga en el amplificador operacional DA2, un sistema automático de control de voltaje de la batería en el comparador DA1 y un dispositivo de protección contra errores. conexión de la carga en polaridad inversa, realizada en el relé K1.
Gracias al uso de dispositivos de automatización que estabilizan la corriente de carga y controlan el grado de carga de la batería por el voltaje en ella, se elimina por completo la necesidad de un monitoreo constante del proceso de carga. Desde la resistencia de medición de corriente R18, se suministra un voltaje proporcional a la corriente de carga a la entrada inversora del amplificador operacional DA2 a través de la resistencia R14. Desde el divisor R12R13, el voltaje requerido para establecer la polarización inicial y compensar la dispersión tecnológica de los parámetros del amplificador operacional se aplica a la misma entrada, que es necesaria para su fuente de alimentación unipolar. Esto le permite usar casi cualquier sistema operativo en el nodo. La resistencia R9 establece el valor requerido de la corriente de carga. Gracias al condensador C3, el amplificador operacional DA2, además de comparar las señales de entrada, también realiza la función de integrar su diferencia con una gran constante de tiempo. El hecho es que el voltaje que cae a través de la resistencia R18 no es constante, sino pulsante. Con un aumento por cualquier motivo, la corriente de carga aumenta el voltaje en la resistencia R18 y, por lo tanto, en la entrada inversora del amplificador operacional DA2. El voltaje en su salida disminuye, la carga del capacitor C3 se ralentiza y la apertura de los trinistores del rectificador se retrasa. Como resultado, la corriente de carga vuelve a su valor original. El voltaje en los terminales de la batería que se está cargando es monitoreado por un sistema de control automático ensamblado en el comparador DA1. El voltaje se suministra a su entrada inversora desde el divisor R2R3. Tan pronto como supere el nivel umbral establecido por el divisor R1R4R5, aparecerá un nivel alto en la salida con un emisor abierto (pin 2) del comparador. El transistor VT1 se abre y deriva el condensador C6. Por esta razón, el flujo de pulsos de control a los trinistores VS1, VS2 se detendrá y se cerrarán, y el LED "verde" HL1 que se enciende señalará el final de la carga. Si, después de un tiempo, el voltaje de la batería cae a 11 ... 11,5 V, el comparador cambia a su estado original, el transistor VT1 se cierra y el proceso de carga comienza nuevamente. El voltaje de umbral correspondiente a la terminación de la carga se establece mediante la resistencia R1. El circuito C1R7VD2 le permite medir con mayor precisión el voltaje en los terminales de la batería, ya que elimina la influencia del voltaje de salida del cargador. Si la batería se conecta por error al cargador en polaridad inversa, el diodo VD11 se abrirá, el relé K1 operará y puenteará el capacitor C1.1 con sus contactos K6. Por lo tanto, los SCR no se abrirán cuando el dispositivo esté encendido. El error será indicado por el encendido del LED HL2. Cabe señalar que dicha protección es efectiva solo cuando la batería está conectada al cargador apagado; esto debe recordarse al usarlo. Si usa un relé automotriz K1 más potente, debe incluir sus contactos de ruptura en la ruptura del circuito negativo en el punto B (ver diagrama); la protección será más confiable. El fusible FU2 se utiliza para abrir el circuito de carga en caso de emergencia. Dado que el cargador es, de hecho, una fuente de corriente estable, soporta cierres de salida a corto plazo, pero una permanencia prolongada en este modo es inaceptable debido al sobrecalentamiento de los elementos por un gran impulso de corriente. Estructuralmente, el cargador está realizado en una carcasa metálica de dimensiones adecuadas (que debe estar conectada a tierra durante el funcionamiento del dispositivo), aunque puede montarse directamente en el cuadro de distribución eléctrica de un garaje o taller. Los elementos rectificadores VS1 y VD8, VS2 y VD9 se instalan en pares en dos disipadores de calor. La resistencia R18 está hecha de alambre con un diámetro de 0,5 ... 0,8 mm con alta resistividad (constantán, manganina, nicromo). Reemplazar los trinistores KU202E y los diodos D231 con T122-16 y D112-16, respectivamente, aumentará la corriente de carga máxima permitida y la confiabilidad del dispositivo. Al mismo tiempo, el transformador de red T2 también debe seleccionarse más potente. En lugar de K553UD1, casi cualquier amplificador operacional de uso general es adecuado, por ejemplo, de la serie K140 o 153. Un amplificador operacional también se puede utilizar como comparador DA1. Relé K1 - RES10, pasaporte RS4.529.031-08. Amperímetro RA1: cualquier magnetoeléctrico con una corriente de desviación total de 10 A. Transformador T1: serie TI-4 o hecho en casa, enrollado en un anillo de tamaño K20x12x6 de ferrita M3000NM. El devanado primario contiene 60 y el secundario, 40 vueltas de cable PELSHO con un diámetro de 0,1 mm. Los devanados deben estar bien aislados entre sí y del circuito magnético con tela barnizada. Transformador de red T2: industrial o casero con una potencia de al menos 180 W con un voltaje en el devanado secundario de 18 ... 20 Veff a una corriente de al menos 10 A. En el caso de fabricación independiente del transformador, es más fácil convertirlo desde una red TC-180 o TC-200 desde una lámpara de TV . Se deben quitar todos los devanados secundarios y se debe enrollar un nuevo devanado: 65 vueltas de cable PEV-2 1,5. Los cables del cargador a la batería deben tener doble aislamiento, con una sección transversal de al menos 2,5 mm2 y terminar con abrazaderas que aseguren un contacto confiable con los terminales de la batería. Si, al repetir el cargador, hubo dificultades con la adquisición de un transistor de uniunión KT117A o dudas sobre su rendimiento, la forma más fácil de resolver el problema es reemplazar este dispositivo con un análogo ensamblado a partir de dos transistores bipolares (ver el artículo de B. Erofeev “Interruptor de luz táctil económico” en “Radio”, 2001, N° 10, pp. 29, 30). El dispositivo no es crítico para la difusión de los parámetros de los elementos, pero requiere ajuste. Esto requerirá una batería cargada reparable, equivalentes de carga: dos resistencias de alambre con una resistencia de 1 y 3 ohmios con una potencia de disipación de al menos 100 W (piezas de una espiral de nicromo, resistencias de alambre, etc.), así como un ácido hidrómetro para medir la densidad del electrolito. Primero, establecen un sistema para estabilizar la corriente de carga. Una carga con una resistencia de 3 ohmios está conectada a la salida del dispositivo. El diodo VD3 está desconectado del circuito colector del transistor VT1 y el dispositivo está alimentado. La resistencia R12 en la posición superior del motor de resistencia R9 según el esquema logra una corriente en la carga igual a 1 A. A continuación, se conecta una carga con una resistencia de 1 ohm a la salida del dispositivo y, seleccionando las resistencias R10, R11 y R13 (¡con cuidado para no sobrecargar el cargador!), Logran un cambio en la corriente a través de la carga dentro de 1 ... 10 A cuando gira el motor de la resistencia R9. Luego instalaron un sistema de control automático de voltaje en la batería. Suelde en su lugar la salida del diodo VD3. Conecte una batería a la salida del dispositivo y enciéndalo. Cuando la densidad del electrolito alcanza 1,27 ... 1,29 g / cm3, el control deslizante de la resistencia R1 gira lentamente hasta que el LED HL1 se enciende y la corriente de carga se apaga. Al ajustar la resistencia R5, la corriente de carga se enciende nuevamente cuando el voltaje en los terminales de la batería cae a 11 ... 11,5 V (la batería debe estar descargada para esto). Si hace una escala para la resistencia variable R9 y la calibra al ajustar, puede abandonar el amperímetro RA1. En conclusión, un consejo: en ningún caso se deben cargar las baterías de plomo ácido en un departamento de la ciudad debido a la liberación de gases tóxicos agresivos durante el proceso de carga y la imposibilidad de conectar a tierra el dispositivo. Autor: V. Sorokoumov, Sergiev Posad
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