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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un dispositivo para cargar baterías de automóviles. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Cargadores, baterías, celdas galvánicas En redes eléctricas de potencia relativamente baja, el funcionamiento simultáneo de muchas herramientas eléctricas y máquinas de soldar provoca subidas y bajadas de tensión en la red eléctrica que todos los cargadores que he montado anteriormente simplemente se negaban a funcionar o requerían un control continuo. En un dispositivo con regulación manual de la corriente de carga, con una fuerte disminución de la tensión de red, hasta 170 V, era necesario configurar el regulador de corriente al máximo. Si no hizo un seguimiento del voltaje de la red, entonces la corriente de carga excedió el valor límite y, en el mejor de los casos, el fusible quemó, en el peor, el transformador. Los reguladores estabilizados no pudieron rastrear una gama tan amplia de cambios en el voltaje de la red y, con saltos y caídas bruscos, provocaron las consecuencias descritas anteriormente. Tuve que abordar este problema más a fondo y, como ha demostrado la práctica, no en vano. Varios años de funcionamiento del nuevo cargador han confirmado que solo la ausencia total de tensión de red puede impedir que la batería se cargue. El uso de un controlador de integración proporcional (PI) en el nuevo dispositivo hizo posible mantener con mayor precisión la corriente de carga especificada bajo la acción de cualquier factor desestabilizador. El controlador PI es un sistema en el que se forma una respuesta de frecuencia especial del filtro en el circuito de retroalimentación para garantizar la estabilidad de la regulación. Con una salida lenta del parámetro controlado del valor establecido, el filtro se comporta como un integrador y con una salida rápida, como un enlace sin inercia. La transición de un modo a otro está determinada por el valor de la frecuencia de corte, en el que el cambio de fase en el anillo de control no excede el valor permitido y se garantiza la estabilidad del sistema. El diagrama esquemático del cargador se muestra en la fig. una.
La fuente de la corriente de carga son dos devanados secundarios IV y V del transformador de red T1, que forman con los diodos VD1, VD2 y VD3, VD4, respectivamente, dos rectificadores de onda completa conectados en paralelo. La corriente se puede cambiar suavemente mediante una resistencia variable R14 en el rango de 1 a 10 A con estabilización del valor establecido. Este nodo está hecho de acuerdo con el esquema tradicional controlado por fase, con la única diferencia de que no se utiliza un tiristor, sino un potente transistor de efecto de campo VT1 como elemento regulador. Esta decisión condujo a la facilidad de control y la conveniencia del diseño. El método de control de fase implica el uso de un voltaje de diente de sierra para generar pulsos de control para el elemento regulador. Para sincronizar esta tensión con los momentos en que la tensión de red pasa por cero, se utiliza un nodo, montado sobre los elementos VD6-VD8, R1, R2, R9, R10 y el comparador DA4, alimentado por el transformador conectado en serie según la semibobinados II I I-2. Cuando el voltaje en el devanado II es cero, el diodo VD7 se cierra por el voltaje inverso que llega a través de las resistencias R9, R10 desde las salidas de la fuente de alimentación auxiliar de los microcircuitos, y el comparador cambia a un estado donde la salida del colector abierto (pin 9) es de bajo voltaje. A través de esta salida y de la resistencia limitadora de corriente R13 se descarga el condensador C8, que se carga constantemente a través de la resistencia R8 desde la misma fuente auxiliar. Por lo tanto, se forma un voltaje de diente de sierra en el capacitor C8 con referencia a la fase cero del voltaje en la red. El comparador DA5 controla el transistor regulador VT1 de acuerdo con el voltaje de diente de sierra aplicado a la entrada inversora y el voltaje de salida del filtro PI en la entrada no inversora. Después de que el voltaje de diente de sierra alcance el nivel presente en la entrada no inversora, se establecerá un voltaje cercano a cero en la salida del colector abierto, que cerrará el transistor VT1. Dos resistencias R3 y R5 conectadas en paralelo y que realizan la función de un elemento de medición de corriente están incluidas en el circuito positivo de la batería recargable. Los pulsos de corriente de carga tomados de estas resistencias se alimentan a la entrada del filtro de paso bajo Bessel activo ensamblado en el amplificador operacional DA3. La elección del tipo de filtro se debe a la uniformidad de su respuesta de frecuencia, así como a la alta linealidad de la respuesta de fase y al breve tiempo de establecimiento. La frecuencia de corte del filtro de paso bajo es de unos 8 Hz. Está determinado por los elementos R4, R6, C3, C4. El filtro suprime efectivamente el armónico fundamental de la corriente de carga de 100 Hz, sin embargo, su inercia no debe ser excesivamente grande. Un microamperímetro RA1 con resistencias adicionales R12, R16 está conectado a la salida del filtro de paso bajo, cuyas lecturas son directamente proporcionales al valor promedio de la corriente de carga. Calibre el microamperímetro en amperios de la corriente de carga con una resistencia de corte R16. Desde la salida del filtro de paso bajo, el voltaje también se suministra al sumador formado por las resistencias R11, R14, R15. La resistencia variable R14 regula la corriente de carga. La diferencia de las señales suministradas al punto de conexión de las resistencias R11 y R15 se alimenta a la entrada del filtro PI. El filtro PI se ensambla en el amplificador operacional DA6 y los elementos R17, R19. C10. Con base en la inercia del filtro de paso bajo, la frecuencia de corte del regulador se eligió cercana a los 8 Hz. A medida que la frecuencia disminuye, la ganancia del filtro aumenta y, cerca de la frecuencia cero, teóricamente aumenta hasta el infinito. Esto logra una discrepancia mínima entre los valores establecidos y reales de la corriente de carga. A una frecuencia de 8 Hz o más, el coeficiente de transmisión está determinado solo por los valores de las resistencias R17, R19. Es igual a aproximadamente 27 dB. Por lo tanto, la señal de desajuste, actuando sobre el transistor de control VT1 a través del comparador DA5, anula la diferencia en los valores de voltaje de las señales anteriores en el punto de unión de las resistencias R11 y R15. Para alimentar comparadores, amplificadores operacionales y demás componentes del dispositivo, se dispone de una fuente bipolar auxiliar, formada por los semi-bobinados III.1, III.2 del transformador T1, rectificador VD5, estabilizadores de tensión DAI, DA2 y condensadores de óxido de filtrado C1, C2, C5 C6. El LED HL1 es un indicador de que el dispositivo está conectado a la red. Se utiliza un ventilador con un motor eléctrico M1 para el enfriamiento forzado de un bloque de potentes diodos VD1-VD4 y un transistor VT1. La mayoría de las partes del dispositivo se colocan en un tablero tecnológico universal, la instalación se realiza mediante piezas de cable aislado. Resistencias R3 ... R5 - cable C5-16V. Las constantes restantes son OMLT, MLT o MT. Variable R14 - cable con una característica lineal. Afinación PPB-1 R16 - SPZ-39A. Los condensadores de óxido se utilizan mejor diseñados para funcionar a temperaturas elevadas. El resto de los condensadores - cualquiera. Transformador T1 - TS-180 de un viejo televisor de tubo. El circuito magnético debe desmontarse, todos los devanados, excepto el I primario, deben desenrollarse de las bobinas, conservar las juntas de la capa intermedia de papel y enrollar otras nuevas. Primero, los devanados II.1 se colocan en una bobina y II.2 en la otra, 37 vueltas de alambre cada uno. PEV-2 0,18. y luego también III.1 y III.2, 55 vueltas de alambre cada uno. PEV-2 0.38. Los devanados IV y V se enrollan en último lugar, 150 vueltas de alambre cada uno. PEV-2 0,86 con un toque desde el medio. Se requieren juntas entre capas y entre bobinados. Los medios devanados ubicados en diferentes bobinas y enrollados en la misma dirección deben conectarse en direcciones opuestas (es decir, de extremo a extremo), como se indica en el diagrama. Los diodos VD1-VD4 y el transistor VT1 se instalan sin juntas aislantes en un disipador de calor común del ensamblaje del procesador de la computadora con el ventilador DL-43. También se debe proporcionar un disipador de calor en forma de placa con un área de aproximadamente 5 cm2 con un estabilizador DA1. Microamperímetro RA1 - M4206 con una corriente de desviación total de la flecha 100 μA. Conmutador de red SA1 - MT-1. Los clips para los cables de la batería recargable son de tipo resorte grande, tipo "cocodrilo", se pueden comprar en una tienda de repuestos de radio o autopartes. La vista del cargador con la tapa quitada se muestra en la fig. 2.
Para una comprobación inicial del rendimiento del cargador, se conecta a su salida una carga activa con una potencia de 100 W (una lámpara de faro de automóvil con filamentos conectados en paralelo). Antes de esto, el regulador de corriente de carga R14 se coloca en la posición de máxima resistencia, que corresponderá a la corriente mínima. La carga se conectó en serie con un amperímetro de control a la salida del cargador. Están convencidos de que el regulador R14 le permite cambiar la corriente de carga dentro de los límites establecidos que, si es necesario, se pueden ajustar seleccionando la resistencia R15. Luego, se conecta una batería a la salida del dispositivo en serie con un amperímetro de control. Se establece una corriente de carga de 10 A en el amperímetro de control y, al mover el control deslizante de la resistencia R1, el puntero del microamperímetro RA1 se establece en la división final. Autor: Dymov A.
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