בתמונה נראה מטען אוטומטי מתוצרת עצמית לטעינת מצברים לרכב 12V בזרם של עד 8A, מורכב במארז ממד B3-38 מילי-וולט.
למה אתה צריך לטעון את מצבר המכונית שלך
מַטעֵן
הסוללה ברכב נטענת על ידי גנרטור חשמלי. כדי להגן על ציוד ומכשירים חשמליים מפני מתח מוגבר שנוצר על ידי גנרטור מכונית, מותקן אחריו וסת-ממסר המגביל את המתח ברשת המשולבת של המכונית ל-14.1 ± 0.2 וולט. כדי לטעון את המצבר במלואו, מתח של לפחות 14.5 AT.
לפיכך, אי אפשר לטעון את הסוללה במלואה מהגנרטור, ולפני תחילת מזג האוויר הקר, יש צורך לטעון את הסוללה מהמטען.
ניתוח מעגלי מטען
התוכנית להכנת מטען מאספקת חשמל למחשב נראית אטרקטיבית. דיאגרמות מבניות של ספקי כוח למחשבים זהים, אך אלה החשמליים שונים, ונדרשת הסמכה גבוהה להנדסת רדיו לצורך עידון.
התעניינתי במעגל הקבלים של המטען, היעילות גבוהה, הוא לא פולט חום, הוא מספק זרם טעינה יציב ללא קשר למידת הטעינה של הסוללה ותנודות ברשת, הוא לא מפחד מקצר יציאה מעגלים. אבל יש לזה גם חסרון. אם מגע עם הסוללה אבד במהלך הטעינה, אז המתח על הקבלים גדל פי כמה (הקבלים והשנאי יוצרים מעגל נדנדה תהודה בתדירות הרשת), והם פורצים. היה צורך לבטל רק את החיסרון היחיד הזה, שהצלחתי לעשות.
התוצאה היא מעגל מטען ללא החסרונות לעיל. כבר יותר מ-16 שנים שאני מטעין איתו כל סוללת חומצה 12 V. המכשיר עובד ללא דופי.
תרשים סכמטי של מטען לרכב
עם מורכבות לכאורה, התוכנית של מטען תוצרת בית היא פשוטה ומורכבת ממספר יחידות פונקציונליות שלמות בלבד.
אם ערכת החזרה נראתה לך מסובכת, אז אתה יכול להרכיב עוד שעובדים על אותו עיקרון, אבל ללא פונקציית הכיבוי האוטומטי כשהסוללה טעונה במלואה.
מעגל מגביל זרם על קבלי נטל
במטען לרכב קבלים, התאמת הערך וייצוב זרם טעינת הסוללה מובטחת על ידי חיבור בסדרה עם הפיתול הראשוני של קבלי הנטל C4-C9 של שנאי הכוח T1. ככל שהקיבול של הקבל גדול יותר, כך הזרם יטעין את הסוללה.
בפועל, מדובר בגרסה מוגמרת של המטען, ניתן לחבר את הסוללה לאחר גשר הדיודה ולטעון אותה, אך האמינות של מעגל כזה נמוכה. אם מגע עם מסופי הסוללה נשבר, הקבלים עלולים להיכשל.
הקיבול של קבלים, התלוי בגודל הזרם והמתח בפיתול המשנית של השנאי, יכול להיקבע בערך על ידי הנוסחה, אבל קל יותר לנווט מהנתונים בטבלה.
כדי להתאים את הזרם כדי להפחית את מספר הקבלים, ניתן לחבר אותם במקביל בקבוצות. אני מחליף באמצעות שני מתגי מעבר, אבל אתה יכול לשים כמה מתגי מתג.
תכנית הגנה
מחיבור שגוי של קטבי הסוללה
מעגל ההגנה מפני היפוך קוטביות של המטען כאשר הסוללה מחוברת בצורה שגויה למסוף נעשה על ממסר P3. אם הסוללה מחוברת בצורה שגויה, דיודת VD13 אינה מעבירה זרם, הממסר מנותק, מגעי הממסר K3.1 פתוחים ולא זורם זרם אל מסופי הסוללה. בחיבור נכון, הממסר מופעל, המגעים K3.1 סגורים והסוללה מחוברת למעגל הטעינה. ניתן להשתמש במעגל הגנת קוטביות הפוכה כזה עם כל מטען, גם טרנזיסטור וגם תיריסטור. מספיק לכלול אותו בהפסקת החוט, שאיתה מחוברת הסוללה למטען.
המעגל למדידת הזרם והמתח של טעינת הסוללה
בשל נוכחותו של מתג S3 בתרשים לעיל, בעת טעינת הסוללה, ניתן לשלוט לא רק בכמות זרם הטעינה, אלא גם במתח. כאשר S3 נמצא במיקום העליון מודדים את הזרם, במיקום התחתון מודדים את המתח. אם המטען אינו מחובר לרשת החשמל, מד המתח יראה את מתח הסוללה, וכאשר הסוללה נטענת, מתח הטעינה. מיקרו-אמפר M24 עם מערכת אלקטרומגנטית שימש כראש. R17 מרחף את הראש במצב מדידת זרם, ו-R18 משמש כמחלק בעת מדידת מתח.
תכנית של כיבוי אוטומטי של הזיכרון
כאשר הסוללה טעונה במלואה
כדי להפעיל את המגבר התפעולי וליצור מתח ייחוס, נעשה שימוש בשבב מייצב DA1 מסוג 142EN8G עבור 9V. המיקרו-מעגל הזה לא נבחר במקרה. כאשר הטמפרטורה של מארז המיקרו-מעגל משתנה ב-10º, מתח המוצא משתנה בלא יותר ממאיות הוולט.
המערכת לכיבוי אוטומטי של הטעינה כשמגיעים למתח של 15.6 וולט נעשית על חצי שבב A1.1. פין 4 של המיקרו-מעגל מחובר למחלק מתח R7, R8 שממנו מסופק לו מתח ייחוס של 4.5 V. פין 4 של המיקרו-מעגל מחובר למחלק אחר על נגדים R4-R6, נגד R5 הוא גוזם להגדרה הסף של המכונה. הערך של הנגד R9 קובע את המטען על סף של 12.54 V. עקב השימוש בדיודה VD7 ובנגד R9, ניתנת ההיסטרזיס הדרושה בין מתח ההפעלה והכיבוי של טעינת הסוללה.
התוכנית פועלת כדלקמן. כאשר מתחברים למטען מצבר לרכב, שהמתח במסופים שלו נמוך מ-16.5 וולט, מתח המספיק לפתיחת הטרנזיסטור VT1 נקבע בפין 2 של מעגל המיקרו A1.1, הטרנזיסטור נפתח וממסר P1 מופעל, חיבור מגעים K1.1 לרשת החשמל דרך בלוק של קבלים מתחילה הפיתול העיקרי של השנאי וטעינת הסוללה.
ברגע שמתח הטעינה יגיע ל-16.5 V, המתח במוצא A1.1 יקטן לערך שאינו מספיק כדי לשמור על הטרנזיסטור VT1 במצב פתוח. הממסר יכבה והמגעים K1.1 יחברו את השנאי דרך קבל ההמתנה C4, שבו זרם הטעינה יהיה 0.5 A. מעגל המטען יישאר במצב זה עד שהמתח בסוללה יירד ל-12.54 V. כמו ברגע שהמתח יוגדר שווה ל-12.54 וולט, הממסר יידלק שוב והטעינה תתקדם עם הזרם שצוין. ניתן, במידת הצורך, על ידי מתג S2 לנטרל את מערכת הבקרה האוטומטית.
לפיכך, מערכת המעקב האוטומטי של טעינת הסוללה תשלול אפשרות של טעינת יתר של הסוללה. ניתן להשאיר את הסוללה מחוברת למטען המצורף למשך שנה שלמה לפחות. מצב זה רלוונטי לנהגים שנוהגים רק בקיץ. לאחר סיום עונת הראלי, ניתן לחבר את הסוללה למטען ולכבות רק באביב. גם אם מתח החשמל נכשל, כאשר הוא מופיע, המטען ימשיך לטעון את הסוללה במצב רגיל
עקרון הפעולה של המעגל לכיבוי אוטומטי של המטען במקרה של מתח יתר עקב חוסר עומס, המורכב על החצי השני של המגבר התפעולי A1.2, זהה. רק הסף לניתוק מוחלט של המטען מהרשת נבחר להיות 19 V. אם מתח הטעינה נמוך מ-19 V, המתח ביציאה 8 של שבב A1.2 מספיק כדי לשמור על הטרנזיסטור VT2 פתוח, שבו מתח מופעל על ממסר P2. ברגע שמתח הטעינה יעלה על 19V, הטרנזיסטור ייסגר, הממסר ישחרר מגעים K2.1 ואספקת המתח למטען תיפסק לחלוטין. ברגע שהסוללה מחוברת, היא תפעיל את מעגל האוטומציה, והמטען יחזור מיד למצב עבודה.
מבנה המטען האוטומטי
כל חלקי המטען ממוקמים במקרה של מיליאממטר V3-38, שממנו הוסרה כל תכולתו, למעט התקן המצביע. התקנת אלמנטים, למעט מעגל האוטומציה, מתבצעת בשיטת צירים.
העיצוב של מארז המיליאממטר מורכב משתי מסגרות מלבניות המחוברות בארבע פינות. חורים עשויים בפינות עם גובה שווה, שאליהם נוח לחבר חלקים.
שנאי הכוח TN61-220 מקובע עם ארבעה ברגים M4 על לוח אלומיניום בעובי 2 מ"מ, הלוח, בתורו, מחובר עם ברגים M3 לפינות התחתונות של המארז. שנאי הכוח TN61-220 מקובע עם ארבעה ברגים M4 על לוח אלומיניום בעובי 2 מ"מ, הלוח, בתורו, מחובר עם ברגים M3 לפינות התחתונות של המארז. C1 מותקן גם על צלחת זו. התמונה למטה מציגה את המטען.
צלחת פיברגלס בעובי 2 מ"מ קבועה גם היא לפינות העליונות של המארז, ובה מוברגים קבלים C4-C9 וממסרים P1 ו-P2. לפינות אלו מוברג גם מעגל מודפס, עליו מולחם מעגל בקרת טעינת סוללה אוטומטית. במציאות, מספר הקבלים אינו שישה, כמו על פי התוכנית, אלא 14, שכן על מנת להשיג קבל בדירוג הנדרש, היה צורך לחבר אותם במקביל. קבלים וממסרים מחוברים לשאר מעגל המטען באמצעות מחבר (כחול בתמונה למעלה), מה שהקל על הגישה לאלמנטים אחרים במהלך ההתקנה.
רדיאטור אלומיניום מצולע מותקן בצד החיצוני של הקיר האחורי כדי לקרר את דיודות הכוח VD2-VD5. יש גם נתיך Pr1 ל-1 A ותקע (נלקח מהספק של המחשב) לאספקת מתח.
דיודות הכוח של המטען מקובעות עם שני מוטות הידוק לגוף הקירור בתוך המארז. לשם כך, נעשה חור מלבני בקיר האחורי של המארז. פתרון טכני זה איפשר למזער את כמות החום שנוצרת בתוך המארז ולחסוך במקום. מובילי הדיודה וחוטי ההובלה מולחמים למוט רופף העשוי מפיברגלס מצופה בנייר כסף.
התמונה מציגה מטען ביתי בצד ימין. התקנת המעגל החשמלי נעשית עם חוטים צבעוניים, מתח חילופין - חום, חיובי - אדום, שלילי - חוטים כחולים. חתך החוטים העובר מהפיתול המשני של השנאי אל המסופים לחיבור הסוללה חייב להיות לפחות 1 מ"מ 2.
השאנט מד זרם הוא חתיכת חוט קבוע בעל התנגדות גבוהה באורך של כסנטימטר, שקצהו מולחמים לרצועות נחושת. אורך חוט ה-shunt נבחר בעת כיול מד הזרם. לקחתי את החוט מהשאנט של בודק המתג השרוף. קצה אחד של רצועות הנחושת מולחם ישירות למסוף המוצא החיובי, מוליך עבה מולחם לרצועה השנייה, המגיע ממגעי הממסר P3. חוטים צהובים ואדומים עוברים למכשיר המצביע מהשאנט.
לוח מעגל אוטומציה של מטען
המעגל לוויסות אוטומטי והגנה מפני חיבור שגוי של הסוללה למטען מולחם על מעגל מודפס עשוי פיברגלס נייר כסף.
התמונה מציגה את המראה של המעגל המורכב. הדפוס של המעגל המודפס של מעגל הבקרה וההגנה האוטומטי הוא פשוט, החורים עשויים בגובה של 2.5 מ"מ.
בתמונה למעלה, מבט על המעגל המודפס מצד ההתקנה של החלקים כשהחלקים מסומנים באדום. ציור כזה נוח בעת הרכבת לוח מעגלים מודפס.
ציור ה-PCB לעיל יהיה שימושי בעת ייצורו באמצעות טכנולוגיית מדפסת לייזר.
והציור הזה של לוח מעגלים מודפס שימושי בעת החלת המסלולים נושאי הזרם של לוח מעגלים מודפס באופן ידני.
קנה המידה של מכשיר המצביע של מד המיליוולט V3-38 לא התאים למידות הנדרשות, נאלצתי לצייר גרסה משלי במחשב, הדפסתי אותה על נייר לבן עבה והדבקתי את הרגע על גבי הסולם הסטנדרטי בדבק.
בשל קנה המידה והכיול הגדול יותר של המכשיר באזור המדידה, דיוק קריאת המתח היה 0.2 וולט.
חוטים לחיבור ה-AZU לסוללה ולמסופי הרשת
על החוטים לחיבור סוללת המכונית למטען, מותקנים אטבי תנין בצד אחד, וקצות מפוצלות בצד השני. חוט אדום נבחר לחיבור מסוף הסוללה החיובי, חוט כחול נבחר לחיבור המסוף השלילי. חתך הרוחב של החוטים לחיבור הסוללה למכשיר חייב להיות לפחות 1 מ"מ.
המטען מחובר לרשת החשמל באמצעות כבל אוניברסלי עם תקע ושקע, כפי שמשמש לחיבור מחשבים, ציוד משרדי ושאר מוצרי החשמל.
לגבי חלקי מטען
שנאי הכוח T1 משמש מסוג TN61-220, שהפיתולים המשניים שלו מחוברים בסדרה, כפי שמוצג בתרשים. מכיוון שיעילות המטען היא לפחות 0.8 וזרם הטעינה בדרך כלל אינו עולה על 6 A, כל שנאי של 150 וואט יצליח. הפיתול המשני של השנאי צריך לספק מתח של 18-20 וולט בזרם עומס של עד 8 A. אם אין שנאי מוכן, אז אתה יכול לקחת כל כוח מתאים ולהחזיר את הפיתול המשני. אתה יכול לחשב את מספר הסיבובים של הפיתול המשני של השנאי באמצעות מחשבון מיוחד.
קבלים C4-C9 מסוג MBGCH למתח של לפחות 350 V. ניתן להשתמש בקבלים מכל סוג המיועדים לפעולה במעגלי AC.
דיודות VD2-VD5 מתאימות לכל סוג, מדורגים לזרם של 10 A. VD7, VD11 - כל סיליקון דופק. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 ו-VD13 כל, עמידה בזרם של 1 A. LED VD1 - כל, השתמשתי ב-VD9 מסוג KIPD29. מאפיין ייחודי של LED זה הוא שהוא משנה את צבע הזוהר כאשר קוטביות החיבור מתהפכת. כדי להחליף אותו, משתמשים במגעים K1.2 של ממסר P1. כאשר הזרם הראשי בטעינה, הנורית נדלקת בצהוב, ובמעבר למצב טעינת הסוללה היא נדלקת בירוק. במקום LED בינארי, אתה יכול להתקין כל שני נוריות LED בצבע אחד על ידי חיבורן לפי התרשים שלהלן.
KR1005UD1, אנלוגי של הזר AN6551, נבחר כמגבר תפעולי. מגברים כאלה שימשו ביחידת הסאונד והווידאו ב-VM-12 VCR. המגבר טוב כי הוא אינו דורש כוח דו-קוטבי, מעגלי תיקון ונשאר פעיל עם מתח אספקה של 5 עד 12 V. ניתן להחליף אותו כמעט בכל אחד דומה. מתאים היטב להחלפת מיקרו-מעגלים, למשל, LM358, LM258, LM158, אבל יש להם מספור פינים שונה, ותצטרך לבצע שינויים בעיצוב המעגל המודפס.
ממסרים P1 ו-P2 הם כל אחד עבור מתח של 9-12 וולט ומגעים המיועדים לזרם מיתוג של 1 A. R3 למתח של 9-12 וולט וזרם מיתוג של 10 A, למשל RP-21-003. אם ישנן מספר קבוצות מגע בממסר, אז רצוי להלחים אותן במקביל.
מתג S1 מכל סוג, מיועד לפעולה במתח של 250 וולט ובעל מספר מספיק של מגעי מיתוג. אם אתה לא צריך שלב ויסות נוכחי של 1 A, אז אתה יכול לשים כמה מתגי מתג ולהגדיר את זרם הטעינה, למשל, 5 A ו- 8 A. אם אתה מטעין רק סוללות לרכב, אז ההחלטה הזו מוצדקת לחלוטין. מתג S2 משמש לנטרול מערכת בקרת רמת הטעינה. אם הסוללה נטענת בזרם גבוה, המערכת עשויה לפעול לפני שהסוללה נטענת במלואה. במקרה זה, ניתן לכבות את המערכת ולהמשיך בטעינה במצב ידני.
מתאים כל ראש אלקטרומגנטי למד זרם ומתח, עם זרם סטייה כולל של 100 μA, למשל מסוג M24. אם אין צורך במדידת מתח, אלא רק זרם, אז ניתן להתקין מד זרם מוכן, המיועד לזרם מדידה קבוע מרבי של 10A, ולשלוט במתח באמצעות מד חיוג חיצוני או מולטימטר על ידי חיבורם ל- מגעי סוללה.
הגדרת יחידת ההתאמה וההגנה האוטומטית של ה-AZU
עם הרכבה ללא שגיאות של הלוח ויכולת השירות של כל רכיבי הרדיו, המעגל יפעל באופן מיידי. נותר רק להגדיר את סף המתח עם הנגד R5, כשמגיעים אליו תעבור טעינת הסוללה למצב טעינת זרם נמוך.
ניתן לבצע התאמה ישירות תוך כדי טעינת הסוללה. אבל עדיין, עדיף לוודא ולבדוק ולהתאים את מעגל הבקרה וההגנה האוטומטיים של ה-AZU לפני התקנתו במארז. לשם כך, אתה צריך ספק כוח DC, בעל יכולת לווסת את מתח המוצא בטווח שבין 10 ל-20 וולט, המיועד לזרם פלט של 0.5-1 A. מבין מכשירי המדידה, תצטרך כל מד מתח. , בודק מצביע או מולטימטר המיועד למדידת מתח DC, עם מגבלת מדידה של 0 עד 20 V.
בדיקת ווסת המתח
לאחר הרכבת כל החלקים על המעגל המודפס, עליך להפעיל מתח אספקה של 12-15 וולט מאספקת החשמל לחוט המשותף (מינוס) ולפין 17 של שבב DA1 (פלוס). על ידי שינוי המתח במוצא ספק הכוח מ-12 ל-20 וולט, עליך להשתמש במד מתח כדי לוודא שהמתח במוצא 2 של שבב מווסת המתח DA1 הוא 9 וולט. אם המתח שונה או משתנה, אז DA1 פגום.
למיקרו-מעגלים מסדרת K142EN ולאנלוגים יש הגנת קצר ביציאה, ואם הפלט שלו מקוצר לחוט משותף, המיקרו-מעגל יכנס למצב הגנה ולא ייכשל. אם הבדיקה הראתה שהמתח במוצא המיקרו-מעגל הוא 0, אז זה לא תמיד אומר שהוא לא תקין. בהחלט ייתכן שיש קצר חשמלי בין המסלולים של המעגל המודפס, או שאחד ממרכיבי הרדיו של שאר המעגל פגום. כדי לבדוק את המיקרו-מעגל, מספיק לנתק את פין 2 שלו מהלוח, ואם מופיע עליו 9 V, אז המיקרו-מעגל פועל, ויש צורך למצוא ולחסל את הקצר.
בדיקת מערכת הגנת נחשולי מתח
החלטתי להתחיל לתאר את עקרון הפעולה של המעגל עם חלק פשוט יותר של המעגל, שלא כופים עליו תקנים מחמירים למתח התגובה.
הפונקציה של ניתוק ה-AZU מהרשת במקרה של ניתוק סוללה מתבצעת על ידי חלק מהמעגל המורכב על מגבר דיפרנציאלי תפעולי A1.2 (להלן OU).
עקרון הפעולה של מגבר דיפרנציאלי תפעולי
בלי לדעת את עקרון הפעולה של המגבר, קשה להבין את פעולת המעגל, אז אתן תיאור קצר. ל-OU יש שתי כניסות ופלט אחד. אחת הכניסות, המצוינת בתרשים עם סימן "+", נקראת לא-היפוך, והקלט השני, המסומן בסימן "-" או מעגל, נקרא היפוך. המילה מגבר הפעלה דיפרנציאלי פירושה שהמתח במוצא המגבר תלוי בהפרש המתח בכניסות שלו. במעגל זה, המגבר התפעולי מופעל ללא משוב, במצב השוואת - השוואת מתחי הכניסה.
לפיכך, אם המתח באחת מהכניסות אינו משתנה, ובשנייה הוא משתנה, אז ברגע המעבר דרך נקודת השוויון של המתחים בכניסות, המתח במוצא המגבר ישתנה בפתאומיות.
בדיקת מעגל הגנת מתח
נחזור לתרשים. הקלט הלא-היפוך של מגבר A1.2 (פין 6) מחובר למחלק מתח שנאסף על נגדים R13 ו-R14. מחלק זה מחובר למתח מיוצב של 9 וולט ולכן המתח בנקודת החיבור של הנגדים לעולם אינו משתנה והוא 6.75 וולט. הכניסה השנייה של המגבר (פין 7) מחוברת למחלק המתח השני, מורכבת. על נגדים R11 ו-R12. מחלק מתח זה מחובר לאפיק הנושא את זרם הטעינה, והמתח בו משתנה בהתאם לכמות הזרם ומצב הטעינה של המצבר. לכן, גם ערך המתח בפין 7 ישתנה בהתאם. התנגדויות המחלקים נבחרות באופן שכאשר מתח הטעינה של הסוללה משתנה מ-9 ל-19 V, המתח בפין 7 יהיה קטן יותר מאשר בפין 6 והמתח ביציאת ה-Op-amp (פין 8) יהיה גבוה יותר. יותר מ-0.8 וולט וקרוב למתח האספקה של מגבר ההפעלה. הטרנזיסטור יהיה פתוח, מתח יסופק לפיתול הממסר P2 והוא יסגור את המגעים K2.1. מתח המוצא יסגור גם את דיודה VD11 והנגד R15 לא ישתתף בפעולת המעגל.
ברגע שמתח הטעינה יעלה על 19 V (זה יכול לקרות רק אם הסוללה מנותקת מפלט AZU), המתח בפין 7 יגדל מאשר בפין 6. במקרה זה, המתח במוצא ה-op -מגבר יירד בפתאומיות לאפס. הטרנזיסטור ייסגר, הממסר יתבטל ומגעים K2.1 ייפתחו. מתח האספקה ל-RAM ינותק. ברגע שבו המתח במוצא המגבר הופך לאפס, דיודת VD11 תיפתח וכך, R15 יחובר במקביל ל-R14 של המחלק. המתח בפין 6 יקטן באופן מיידי, מה שיבטל נקודות חיוביות שגויות ברגע של שוויון המתחים בכניסות המגבר המבצעי עקב אדוות ורעש. על ידי שינוי הערך של R15, אתה יכול לשנות את ההיסטרזיס של המשווה, כלומר, את המתח שבו המעגל יחזור למצבו המקורי.
כאשר הסוללה מחוברת ל-RAM, המתח בפין 6 יוגדר שוב ל-6.75 V, ובפין 7 הוא יהיה פחות והמעגל יתחיל לעבוד כרגיל.
כדי לבדוק את פעולת המעגל, זה מספיק כדי לשנות את המתח על ספק הכוח מ 12 ל 20 וולט ועל ידי חיבור מד מתח במקום ממסר P2, להתבונן בקריאות שלו. כאשר המתח נמוך מ-19 וולט, על מד המתח להראות מתח של 17-18 וולט (חלק מהמתח יירד על פני הטרנזיסטור), ובערך גבוה יותר - אפס. עדיין רצוי לחבר את פיתול הממסר למעגל, אז לא רק תפעול המעגל ייבדק, אלא גם ביצועיו, ובאמצעות לחיצה על הממסר ניתן יהיה לשלוט על פעולת האוטומציה ללא מד מתח.
אם המעגל לא עובד, אז אתה צריך לבדוק את המתחים בכניסות 6 ו-7, הפלט של מגבר ההפעלה. אם המתחים שונים מאלה שצוינו לעיל, עליך לבדוק את ערכי הנגדים של המחלקים המתאימים. אם נגדי המפריד ודיודת VD11 פועלים, לכן, מגבר ההפעלה פגום.
כדי לבדוק את מעגל R15, D11, זה מספיק כדי לכבות את אחת המסקנות של אלמנטים אלה, המעגל יעבוד, רק ללא היסטרזה, כלומר, להפעיל ולכבות באותו מתח המסופק מאספקת החשמל. קל לבדוק את הטרנזיסטור VT12 על ידי ניתוק אחד מחיבורי ה-R16 וניטור המתח במוצא המגבר. אם המתח במוצא המגבר משתנה בצורה נכונה, והממסר פועל כל הזמן, אז יש תקלה בין הקולט והפולט של הטרנזיסטור.
בדיקת מעגל כיבוי הסוללה כאשר הוא טעון במלואו
עקרון הפעולה של המגבר A1.1 אינו שונה מהפעולה של A1.2, למעט היכולת לשנות את סף ניתוק המתח באמצעות נגד כוונון R5.
כדי לבדוק את פעולת A1.1, מתח האספקה המסופק מאספקת החשמל עולה ויורד בהדרגה בתוך 12-18 וולט. כאשר המתח מגיע ל-15.6 וולט, ממסר P1 אמור להיכבה והמגעים K1.1 מעבירים את ה-AZU למצב טעינה עם זרם קטן דרך הקבל C4. כאשר רמת המתח יורדת מתחת ל-12.54 V, הממסר צריך להידלק ולהעביר את ה-AZU למצב טעינה עם זרם של ערך נתון.
ניתן לכוונן את מתח סף ההדלקה של 12.54 וולט על ידי שינוי הערך של הנגד R9, אך זה לא הכרחי.
באמצעות מתג S2, ניתן להשבית את הפעולה האוטומטית על ידי הפעלת ממסר P1 ישירות.
מעגל מטען קבלים
ללא כיבוי אוטומטי
למי שאין לו ניסיון מספיק בהרכבת מעגלים אלקטרוניים או שלא צריך לכבות אוטומטית את המטען בתום טעינת הסוללה, אני מציע גרסה פשוטה של המכשיר לטעינת סוללות חומצה לרכב. מאפיין ייחודי של המעגל הוא הפשטות שלו לחזרה, אמינות, יעילות גבוהה וזרם טעינה יציב, נוכחות הגנה מפני חיבור סוללה שגוי, המשך טעינה אוטומטית במקרה של הפסקת חשמל.
עקרון ייצוב זרם הטעינה נותר ללא שינוי ומובטח על ידי הכללת גוש קבלים C1-C6 בסדרה עם שנאי הרשת. כדי להגן מפני מתח יתר על פיתול הכניסה והקבלים, נעשה שימוש באחד מצמדי המגעים הפתוחים בדרך כלל של ממסר P1.
כאשר הסוללה אינה מחוברת, מגעי הממסר P1 K1.1 ו-K1.2 פתוחים, וגם אם המטען מחובר לרשת החשמל, זרם אינו זורם למעגל. אותו דבר קורה אם אתה מחבר את הסוללה בטעות בקוטביות. כאשר הסוללה מחוברת כהלכה, הזרם ממנה זורם דרך דיודה VD8 לפתלת הממסר P1, הממסר מופעל והמגעים שלו K1.1 ו-K1.2 נסגרים. דרך המגעים הסגורים K1.1, מתח הרשת מסופק למטען, ודרך K1.2, זרם הטעינה מסופק לסוללה.
במבט ראשון, נראה שאין צורך במגעים של ממסר K1.2, אבל אם הם לא שם, אז אם הסוללה מחוברת בטעות, הזרם יזרום מהמסוף החיובי של הסוללה דרך המסוף השלילי של המטען, לאחר מכן דרך גשר הדיודה ולאחר מכן ישירות למסוף השלילי של הסוללה והדיודות, גשר הזיכרון ייכשל.
התכנית הפשוטה המוצעת לטעינת סוללות מותאמת בקלות לטעינת סוללות ב-6 V או 24 V. זה מספיק להחליף ממסר P1 במתח המתאים. כדי לטעון סוללות של 24 וולט, יש צורך לספק מתח מוצא מהפיתול המשני של השנאי T1 של לפחות 36 וולט.
אם תרצה, ניתן להוסיף למעגל של מטען פשוט מכשיר לציון זרם ומתח הטעינה, על ידי הפעלתו כמו במעגל של מטען אוטומטי.
כיצד להטעין מצבר לרכב
זיכרון אוטומטי מתוצרת עצמית
לפני הטעינה, יש לנקות את המצבר שהוצא מהרכב מלכלוך ולנגב בתמיסה מימית של סודה כדי להסיר שאריות חומצה. אם יש חומצה על פני השטח, אז הפתרון המימי של קצף סודה.
אם יש לסוללה פקקים למילוי חומצה, אזי יש לשחרר את כל הפלאגים כדי שהגזים שנוצרו בסוללה במהלך הטעינה יוכלו לברוח בחופשיות. הקפידו לבדוק את רמת האלקטרוליט, ואם היא נמוכה מהנדרש, הוסיפו מים מזוקקים.
לאחר מכן, עליך להשתמש במתג S1 במטען כדי להגדיר את הערך של זרם הטעינה ולחבר את הסוללה תוך התבוננות בקוטביות (המסוף החיובי של הסוללה חייב להיות מחובר למסוף החיובי של המטען) לטרמינלים שלה. אם המתג S3 נמצא במצב התחתון, אז החץ של המכשיר על המטען יראה מיד את המתח שהסוללה מייצרת. נותר להכניס את כבל החשמל לשקע ותהליך טעינת הסוללה יתחיל. מד המתח כבר יתחיל להראות את מתח הטעינה.
בתמונה נראה מטען אוטומטי מתוצרת עצמית לטעינת מצברים לרכב 12V בזרם של עד 8A, מורכב במארז ממד B3-38 מילי-וולט.
למה אתה צריך לטעון את מצבר המכונית שלך
מַטעֵן
הסוללה ברכב נטענת על ידי גנרטור חשמלי. כדי להגן על ציוד ומכשירים חשמליים מפני מתח מוגבר שנוצר על ידי גנרטור מכונית, מותקן אחריו וסת-ממסר המגביל את המתח ברשת המשולבת של המכונית ל-14.1 ± 0.2 וולט. כדי לטעון את המצבר במלואו, מתח של לפחות 14.5 AT.
לפיכך, אי אפשר לטעון את הסוללה במלואה מהגנרטור, ולפני תחילת מזג האוויר הקר, יש צורך לטעון את הסוללה מהמטען.
ניתוח מעגלי מטען
התוכנית להכנת מטען מאספקת חשמל למחשב נראית אטרקטיבית. דיאגרמות מבניות של ספקי כוח למחשבים זהים, אך אלה החשמליים שונים, ונדרשת הסמכה גבוהה להנדסת רדיו לצורך עידון.
התעניינתי במעגל הקבלים של המטען, היעילות גבוהה, הוא לא פולט חום, הוא מספק זרם טעינה יציב ללא קשר למידת הטעינה של הסוללה ותנודות ברשת, הוא לא מפחד מקצר יציאה מעגלים. אבל יש לזה גם חסרון. אם מגע עם הסוללה אבד במהלך הטעינה, אז המתח על הקבלים גדל פי כמה (הקבלים והשנאי יוצרים מעגל נדנדה תהודה בתדירות הרשת), והם פורצים. היה צורך לבטל רק את החיסרון היחיד הזה, שהצלחתי לעשות.
התוצאה היא מעגל מטען ללא החסרונות לעיל. כבר יותר מ-16 שנים שאני מטעין איתו כל סוללת חומצה 12 V. המכשיר עובד ללא דופי.
תרשים סכמטי של מטען לרכב
עם מורכבות לכאורה, התוכנית של מטען תוצרת בית היא פשוטה ומורכבת ממספר יחידות פונקציונליות שלמות בלבד.
אם ערכת החזרה נראתה לך מסובכת, אז אתה יכול להרכיב עוד שעובדים על אותו עיקרון, אבל ללא פונקציית הכיבוי האוטומטי כשהסוללה טעונה במלואה.
מעגל מגביל זרם על קבלי נטל
במטען לרכב קבלים, התאמת הערך וייצוב זרם טעינת הסוללה מובטחת על ידי חיבור בסדרה עם הפיתול הראשוני של קבלי הנטל C4-C9 של שנאי הכוח T1. ככל שהקיבול של הקבל גדול יותר, כך הזרם יטעין את הסוללה.
בפועל, מדובר בגרסה מוגמרת של המטען, ניתן לחבר את הסוללה לאחר גשר הדיודה ולטעון אותה, אך האמינות של מעגל כזה נמוכה. אם מגע עם מסופי הסוללה נשבר, הקבלים עלולים להיכשל.
הקיבול של קבלים, התלוי בגודל הזרם והמתח בפיתול המשנית של השנאי, יכול להיקבע בערך על ידי הנוסחה, אבל קל יותר לנווט מהנתונים בטבלה.
כדי להתאים את הזרם כדי להפחית את מספר הקבלים, ניתן לחבר אותם במקביל בקבוצות. אני מחליף באמצעות שני מתגי מעבר, אבל אתה יכול לשים כמה מתגי מתג.
תכנית הגנה
מחיבור שגוי של קטבי הסוללה
מעגל ההגנה מפני היפוך קוטביות של המטען כאשר הסוללה מחוברת בצורה שגויה למסוף נעשה על ממסר P3. אם הסוללה מחוברת בצורה שגויה, דיודת VD13 אינה מעבירה זרם, הממסר מנותק, מגעי הממסר K3.1 פתוחים ולא זורם זרם אל מסופי הסוללה. בחיבור נכון, הממסר מופעל, המגעים K3.1 סגורים והסוללה מחוברת למעגל הטעינה. ניתן להשתמש במעגל הגנת קוטביות הפוכה כזה עם כל מטען, גם טרנזיסטור וגם תיריסטור. מספיק לכלול אותו בהפסקת החוט, שאיתה מחוברת הסוללה למטען.
המעגל למדידת הזרם והמתח של טעינת הסוללה
בשל נוכחותו של מתג S3 בתרשים לעיל, בעת טעינת הסוללה, ניתן לשלוט לא רק בכמות זרם הטעינה, אלא גם במתח. כאשר S3 נמצא במיקום העליון מודדים את הזרם, במיקום התחתון מודדים את המתח. אם המטען אינו מחובר לרשת החשמל, מד המתח יראה את מתח הסוללה, וכאשר הסוללה נטענת, מתח הטעינה. מיקרו-אמפר M24 עם מערכת אלקטרומגנטית שימש כראש. R17 מרחף את הראש במצב מדידת זרם, ו-R18 משמש כמחלק בעת מדידת מתח.
תכנית של כיבוי אוטומטי של הזיכרון
כאשר הסוללה טעונה במלואה
כדי להפעיל את המגבר התפעולי וליצור מתח ייחוס, נעשה שימוש בשבב מייצב DA1 מסוג 142EN8G עבור 9V. המיקרו-מעגל הזה לא נבחר במקרה. כאשר הטמפרטורה של מארז המיקרו-מעגל משתנה ב-10º, מתח המוצא משתנה בלא יותר ממאיות הוולט.
המערכת לכיבוי אוטומטי של הטעינה כשמגיעים למתח של 15.6 וולט נעשית על חצי שבב A1.1. פין 4 של המיקרו-מעגל מחובר למחלק מתח R7, R8 שממנו מסופק לו מתח ייחוס של 4.5 V. פין 4 של המיקרו-מעגל מחובר למחלק אחר על נגדים R4-R6, נגד R5 הוא גוזם להגדרה הסף של המכונה. הערך של הנגד R9 קובע את המטען על סף של 12.54 V. עקב השימוש בדיודה VD7 ובנגד R9, ניתנת ההיסטרזיס הדרושה בין מתח ההפעלה והכיבוי של טעינת הסוללה.
התוכנית פועלת כדלקמן. כאשר מתחברים למטען מצבר לרכב, שהמתח במסופים שלו נמוך מ-16.5 וולט, מתח המספיק לפתיחת הטרנזיסטור VT1 נקבע בפין 2 של מעגל המיקרו A1.1, הטרנזיסטור נפתח וממסר P1 מופעל, חיבור מגעים K1.1 לרשת החשמל דרך בלוק של קבלים מתחילה הפיתול העיקרי של השנאי וטעינת הסוללה.
ברגע שמתח הטעינה יגיע ל-16.5 V, המתח במוצא A1.1 יקטן לערך שאינו מספיק כדי לשמור על הטרנזיסטור VT1 במצב פתוח. הממסר יכבה והמגעים K1.1 יחברו את השנאי דרך קבל ההמתנה C4, שבו זרם הטעינה יהיה 0.5 A. מעגל המטען יישאר במצב זה עד שהמתח בסוללה יירד ל-12.54 V. כמו ברגע שהמתח יוגדר שווה ל-12.54 וולט, הממסר יידלק שוב והטעינה תתקדם עם הזרם שצוין. ניתן, במידת הצורך, על ידי מתג S2 לנטרל את מערכת הבקרה האוטומטית.
לפיכך, מערכת המעקב האוטומטי של טעינת הסוללה תשלול אפשרות של טעינת יתר של הסוללה. ניתן להשאיר את הסוללה מחוברת למטען המצורף למשך שנה שלמה לפחות. מצב זה רלוונטי לנהגים שנוהגים רק בקיץ. לאחר סיום עונת הראלי, ניתן לחבר את הסוללה למטען ולכבות רק באביב. גם אם מתח החשמל נכשל, כאשר הוא מופיע, המטען ימשיך לטעון את הסוללה במצב רגיל
עקרון הפעולה של המעגל לכיבוי אוטומטי של המטען במקרה של מתח יתר עקב חוסר עומס, המורכב על החצי השני של המגבר התפעולי A1.2, זהה. רק הסף לניתוק מוחלט של המטען מהרשת נבחר להיות 19 V. אם מתח הטעינה נמוך מ-19 V, המתח ביציאה 8 של שבב A1.2 מספיק כדי לשמור על הטרנזיסטור VT2 פתוח, שבו מתח מופעל על ממסר P2. ברגע שמתח הטעינה יעלה על 19V, הטרנזיסטור ייסגר, הממסר ישחרר מגעים K2.1 ואספקת המתח למטען תיפסק לחלוטין. ברגע שהסוללה מחוברת, היא תפעיל את מעגל האוטומציה, והמטען יחזור מיד למצב עבודה.
מבנה המטען האוטומטי
כל חלקי המטען ממוקמים במקרה של מיליאממטר V3-38, שממנו הוסרה כל תכולתו, למעט התקן המצביע. התקנת אלמנטים, למעט מעגל האוטומציה, מתבצעת בשיטת צירים.
העיצוב של מארז המיליאממטר מורכב משתי מסגרות מלבניות המחוברות בארבע פינות. חורים עשויים בפינות עם גובה שווה, שאליהם נוח לחבר חלקים.
שנאי הכוח TN61-220 מקובע עם ארבעה ברגים M4 על לוח אלומיניום בעובי 2 מ"מ, הלוח, בתורו, מחובר עם ברגים M3 לפינות התחתונות של המארז. שנאי הכוח TN61-220 מקובע עם ארבעה ברגים M4 על לוח אלומיניום בעובי 2 מ"מ, הלוח, בתורו, מחובר עם ברגים M3 לפינות התחתונות של המארז. C1 מותקן גם על צלחת זו. התמונה למטה מציגה את המטען.
צלחת פיברגלס בעובי 2 מ"מ קבועה גם היא לפינות העליונות של המארז, ובה מוברגים קבלים C4-C9 וממסרים P1 ו-P2. לפינות אלו מוברג גם מעגל מודפס, עליו מולחם מעגל בקרת טעינת סוללה אוטומטית. במציאות, מספר הקבלים אינו שישה, כמו על פי התוכנית, אלא 14, שכן על מנת להשיג קבל בדירוג הנדרש, היה צורך לחבר אותם במקביל. קבלים וממסרים מחוברים לשאר מעגל המטען באמצעות מחבר (כחול בתמונה למעלה), מה שהקל על הגישה לאלמנטים אחרים במהלך ההתקנה.
רדיאטור אלומיניום מצולע מותקן בצד החיצוני של הקיר האחורי כדי לקרר את דיודות הכוח VD2-VD5. יש גם נתיך Pr1 ל-1 A ותקע (נלקח מהספק של המחשב) לאספקת מתח.
דיודות הכוח של המטען מקובעות עם שני מוטות הידוק לגוף הקירור בתוך המארז. לשם כך, נעשה חור מלבני בקיר האחורי של המארז. פתרון טכני זה איפשר למזער את כמות החום שנוצרת בתוך המארז ולחסוך במקום. מובילי הדיודה וחוטי ההובלה מולחמים למוט רופף העשוי מפיברגלס מצופה בנייר כסף.
התמונה מציגה מטען ביתי בצד ימין. התקנת המעגל החשמלי נעשית עם חוטים צבעוניים, מתח חילופין - חום, חיובי - אדום, שלילי - חוטים כחולים. חתך החוטים העובר מהפיתול המשני של השנאי אל המסופים לחיבור הסוללה חייב להיות לפחות 1 מ"מ 2.
השאנט מד זרם הוא חתיכת חוט קבוע בעל התנגדות גבוהה באורך של כסנטימטר, שקצהו מולחמים לרצועות נחושת. אורך חוט ה-shunt נבחר בעת כיול מד הזרם. לקחתי את החוט מהשאנט של בודק המתג השרוף. קצה אחד של רצועות הנחושת מולחם ישירות למסוף המוצא החיובי, מוליך עבה מולחם לרצועה השנייה, המגיע ממגעי הממסר P3. חוטים צהובים ואדומים עוברים למכשיר המצביע מהשאנט.
לוח מעגל אוטומציה של מטען
המעגל לוויסות אוטומטי והגנה מפני חיבור שגוי של הסוללה למטען מולחם על מעגל מודפס עשוי פיברגלס נייר כסף.
התמונה מציגה את המראה של המעגל המורכב. הדפוס של המעגל המודפס של מעגל הבקרה וההגנה האוטומטי הוא פשוט, החורים עשויים בגובה של 2.5 מ"מ.
בתמונה למעלה, מבט על המעגל המודפס מצד ההתקנה של החלקים כשהחלקים מסומנים באדום. ציור כזה נוח בעת הרכבת לוח מעגלים מודפס.
ציור ה-PCB לעיל יהיה שימושי בעת ייצורו באמצעות טכנולוגיית מדפסת לייזר.
והציור הזה של לוח מעגלים מודפס שימושי בעת החלת המסלולים נושאי הזרם של לוח מעגלים מודפס באופן ידני.
קנה המידה של מכשיר המצביע של מד המיליוולט V3-38 לא התאים למידות הנדרשות, נאלצתי לצייר גרסה משלי במחשב, הדפסתי אותה על נייר לבן עבה והדבקתי את הרגע על גבי הסולם הסטנדרטי בדבק.
בשל קנה המידה והכיול הגדול יותר של המכשיר באזור המדידה, דיוק קריאת המתח היה 0.2 וולט.
חוטים לחיבור ה-AZU לסוללה ולמסופי הרשת
על החוטים לחיבור סוללת המכונית למטען, מותקנים אטבי תנין בצד אחד, וקצות מפוצלות בצד השני. חוט אדום נבחר לחיבור מסוף הסוללה החיובי, חוט כחול נבחר לחיבור המסוף השלילי. חתך הרוחב של החוטים לחיבור הסוללה למכשיר חייב להיות לפחות 1 מ"מ.
המטען מחובר לרשת החשמל באמצעות כבל אוניברסלי עם תקע ושקע, כפי שמשמש לחיבור מחשבים, ציוד משרדי ושאר מוצרי החשמל.
לגבי חלקי מטען
שנאי הכוח T1 משמש מסוג TN61-220, שהפיתולים המשניים שלו מחוברים בסדרה, כפי שמוצג בתרשים. מכיוון שיעילות המטען היא לפחות 0.8 וזרם הטעינה בדרך כלל אינו עולה על 6 A, כל שנאי של 150 וואט יצליח. הפיתול המשני של השנאי צריך לספק מתח של 18-20 וולט בזרם עומס של עד 8 A. אם אין שנאי מוכן, אז אתה יכול לקחת כל כוח מתאים ולהחזיר את הפיתול המשני. אתה יכול לחשב את מספר הסיבובים של הפיתול המשני של השנאי באמצעות מחשבון מיוחד.
קבלים C4-C9 מסוג MBGCH למתח של לפחות 350 V. ניתן להשתמש בקבלים מכל סוג המיועדים לפעולה במעגלי AC.
דיודות VD2-VD5 מתאימות לכל סוג, מדורגים לזרם של 10 A. VD7, VD11 - כל סיליקון דופק. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 ו-VD13 כל, עמידה בזרם של 1 A. LED VD1 - כל, השתמשתי ב-VD9 מסוג KIPD29. מאפיין ייחודי של LED זה הוא שהוא משנה את צבע הזוהר כאשר קוטביות החיבור מתהפכת. כדי להחליף אותו, משתמשים במגעים K1.2 של ממסר P1. כאשר הזרם הראשי בטעינה, הנורית נדלקת בצהוב, ובמעבר למצב טעינת הסוללה היא נדלקת בירוק. במקום LED בינארי, אתה יכול להתקין כל שני נוריות LED בצבע אחד על ידי חיבורן לפי התרשים שלהלן.
KR1005UD1, אנלוגי של הזר AN6551, נבחר כמגבר תפעולי. מגברים כאלה שימשו ביחידת הסאונד והווידאו ב-VM-12 VCR. המגבר טוב כי הוא אינו דורש כוח דו-קוטבי, מעגלי תיקון ונשאר פעיל עם מתח אספקה של 5 עד 12 V. ניתן להחליף אותו כמעט בכל אחד דומה. מתאים היטב להחלפת מיקרו-מעגלים, למשל, LM358, LM258, LM158, אבל יש להם מספור פינים שונה, ותצטרך לבצע שינויים בעיצוב המעגל המודפס.
ממסרים P1 ו-P2 הם כל אחד עבור מתח של 9-12 וולט ומגעים המיועדים לזרם מיתוג של 1 A. R3 למתח של 9-12 וולט וזרם מיתוג של 10 A, למשל RP-21-003. אם ישנן מספר קבוצות מגע בממסר, אז רצוי להלחים אותן במקביל.
מתג S1 מכל סוג, מיועד לפעולה במתח של 250 וולט ובעל מספר מספיק של מגעי מיתוג. אם אתה לא צריך שלב ויסות נוכחי של 1 A, אז אתה יכול לשים כמה מתגי מתג ולהגדיר את זרם הטעינה, למשל, 5 A ו- 8 A. אם אתה מטעין רק סוללות לרכב, אז ההחלטה הזו מוצדקת לחלוטין. מתג S2 משמש לנטרול מערכת בקרת רמת הטעינה. אם הסוללה נטענת בזרם גבוה, המערכת עשויה לפעול לפני שהסוללה נטענת במלואה. במקרה זה, ניתן לכבות את המערכת ולהמשיך בטעינה במצב ידני.
מתאים כל ראש אלקטרומגנטי למד זרם ומתח, עם זרם סטייה כולל של 100 μA, למשל מסוג M24. אם אין צורך במדידת מתח, אלא רק זרם, אז ניתן להתקין מד זרם מוכן, המיועד לזרם מדידה קבוע מרבי של 10A, ולשלוט במתח באמצעות מד חיוג חיצוני או מולטימטר על ידי חיבורם ל- מגעי סוללה.
הגדרת יחידת ההתאמה וההגנה האוטומטית של ה-AZU
עם הרכבה ללא שגיאות של הלוח ויכולת השירות של כל רכיבי הרדיו, המעגל יפעל באופן מיידי. נותר רק להגדיר את סף המתח עם הנגד R5, כשמגיעים אליו תעבור טעינת הסוללה למצב טעינת זרם נמוך.
ניתן לבצע התאמה ישירות תוך כדי טעינת הסוללה. אבל עדיין, עדיף לוודא ולבדוק ולהתאים את מעגל הבקרה וההגנה האוטומטיים של ה-AZU לפני התקנתו במארז. לשם כך, אתה צריך ספק כוח DC, בעל יכולת לווסת את מתח המוצא בטווח שבין 10 ל-20 וולט, המיועד לזרם פלט של 0.5-1 A. מבין מכשירי המדידה, תצטרך כל מד מתח. , בודק מצביע או מולטימטר המיועד למדידת מתח DC, עם מגבלת מדידה של 0 עד 20 V.
בדיקת ווסת המתח
לאחר הרכבת כל החלקים על המעגל המודפס, עליך להפעיל מתח אספקה של 12-15 וולט מאספקת החשמל לחוט המשותף (מינוס) ולפין 17 של שבב DA1 (פלוס). על ידי שינוי המתח במוצא ספק הכוח מ-12 ל-20 וולט, עליך להשתמש במד מתח כדי לוודא שהמתח במוצא 2 של שבב מווסת המתח DA1 הוא 9 וולט. אם המתח שונה או משתנה, אז DA1 פגום.
למיקרו-מעגלים מסדרת K142EN ולאנלוגים יש הגנת קצר ביציאה, ואם הפלט שלו מקוצר לחוט משותף, המיקרו-מעגל יכנס למצב הגנה ולא ייכשל. אם הבדיקה הראתה שהמתח במוצא המיקרו-מעגל הוא 0, אז זה לא תמיד אומר שהוא לא תקין. בהחלט ייתכן שיש קצר חשמלי בין המסלולים של המעגל המודפס, או שאחד ממרכיבי הרדיו של שאר המעגל פגום. כדי לבדוק את המיקרו-מעגל, מספיק לנתק את פין 2 שלו מהלוח, ואם מופיע עליו 9 V, אז המיקרו-מעגל פועל, ויש צורך למצוא ולחסל את הקצר.
בדיקת מערכת הגנת נחשולי מתח
החלטתי להתחיל לתאר את עקרון הפעולה של המעגל עם חלק פשוט יותר של המעגל, שלא כופים עליו תקנים מחמירים למתח התגובה.
הפונקציה של ניתוק ה-AZU מהרשת במקרה של ניתוק סוללה מתבצעת על ידי חלק מהמעגל המורכב על מגבר דיפרנציאלי תפעולי A1.2 (להלן OU).
עקרון הפעולה של מגבר דיפרנציאלי תפעולי
בלי לדעת את עקרון הפעולה של המגבר, קשה להבין את פעולת המעגל, אז אתן תיאור קצר. ל-OU יש שתי כניסות ופלט אחד. אחת הכניסות, המצוינת בתרשים עם סימן "+", נקראת לא-היפוך, והקלט השני, המסומן בסימן "-" או מעגל, נקרא היפוך. המילה מגבר הפעלה דיפרנציאלי פירושה שהמתח במוצא המגבר תלוי בהפרש המתח בכניסות שלו. במעגל זה, המגבר התפעולי מופעל ללא משוב, במצב השוואת - השוואת מתחי הכניסה.
לפיכך, אם המתח באחת מהכניסות אינו משתנה, ובשנייה הוא משתנה, אז ברגע המעבר דרך נקודת השוויון של המתחים בכניסות, המתח במוצא המגבר ישתנה בפתאומיות.
בדיקת מעגל הגנת מתח
נחזור לתרשים. הקלט הלא-היפוך של מגבר A1.2 (פין 6) מחובר למחלק מתח שנאסף על נגדים R13 ו-R14. מחלק זה מחובר למתח מיוצב של 9 וולט ולכן המתח בנקודת החיבור של הנגדים לעולם אינו משתנה והוא 6.75 וולט. הכניסה השנייה של המגבר (פין 7) מחוברת למחלק המתח השני, מורכבת. על נגדים R11 ו-R12. מחלק מתח זה מחובר לאפיק הנושא את זרם הטעינה, והמתח בו משתנה בהתאם לכמות הזרם ומצב הטעינה של המצבר. לכן, גם ערך המתח בפין 7 ישתנה בהתאם. התנגדויות המחלקים נבחרות באופן שכאשר מתח הטעינה של הסוללה משתנה מ-9 ל-19 V, המתח בפין 7 יהיה קטן יותר מאשר בפין 6 והמתח ביציאת ה-Op-amp (פין 8) יהיה גבוה יותר. יותר מ-0.8 וולט וקרוב למתח האספקה של מגבר ההפעלה. הטרנזיסטור יהיה פתוח, מתח יסופק לפיתול הממסר P2 והוא יסגור את המגעים K2.1. מתח המוצא יסגור גם את דיודה VD11 והנגד R15 לא ישתתף בפעולת המעגל.
ברגע שמתח הטעינה יעלה על 19 V (זה יכול לקרות רק אם הסוללה מנותקת מפלט AZU), המתח בפין 7 יגדל מאשר בפין 6. במקרה זה, המתח במוצא ה-op -מגבר יירד בפתאומיות לאפס. הטרנזיסטור ייסגר, הממסר יתבטל ומגעים K2.1 ייפתחו. מתח האספקה ל-RAM ינותק. ברגע שבו המתח במוצא המגבר הופך לאפס, דיודת VD11 תיפתח וכך, R15 יחובר במקביל ל-R14 של המחלק. המתח בפין 6 יקטן באופן מיידי, מה שיבטל נקודות חיוביות שגויות ברגע של שוויון המתחים בכניסות המגבר המבצעי עקב אדוות ורעש. על ידי שינוי הערך של R15, אתה יכול לשנות את ההיסטרזיס של המשווה, כלומר, את המתח שבו המעגל יחזור למצבו המקורי.
כאשר הסוללה מחוברת ל-RAM, המתח בפין 6 יוגדר שוב ל-6.75 V, ובפין 7 הוא יהיה פחות והמעגל יתחיל לעבוד כרגיל.
כדי לבדוק את פעולת המעגל, זה מספיק כדי לשנות את המתח על ספק הכוח מ 12 ל 20 וולט ועל ידי חיבור מד מתח במקום ממסר P2, להתבונן בקריאות שלו. כאשר המתח נמוך מ-19 וולט, על מד המתח להראות מתח של 17-18 וולט (חלק מהמתח יירד על פני הטרנזיסטור), ובערך גבוה יותר - אפס. עדיין רצוי לחבר את פיתול הממסר למעגל, אז לא רק תפעול המעגל ייבדק, אלא גם ביצועיו, ובאמצעות לחיצה על הממסר ניתן יהיה לשלוט על פעולת האוטומציה ללא מד מתח.
אם המעגל לא עובד, אז אתה צריך לבדוק את המתחים בכניסות 6 ו-7, הפלט של מגבר ההפעלה. אם המתחים שונים מאלה שצוינו לעיל, עליך לבדוק את ערכי הנגדים של המחלקים המתאימים. אם נגדי המפריד ודיודת VD11 פועלים, לכן, מגבר ההפעלה פגום.
כדי לבדוק את מעגל R15, D11, זה מספיק כדי לכבות את אחת המסקנות של אלמנטים אלה, המעגל יעבוד, רק ללא היסטרזה, כלומר, להפעיל ולכבות באותו מתח המסופק מאספקת החשמל. קל לבדוק את הטרנזיסטור VT12 על ידי ניתוק אחד מחיבורי ה-R16 וניטור המתח במוצא המגבר. אם המתח במוצא המגבר משתנה בצורה נכונה, והממסר פועל כל הזמן, אז יש תקלה בין הקולט והפולט של הטרנזיסטור.
בדיקת מעגל כיבוי הסוללה כאשר הוא טעון במלואו
עקרון הפעולה של המגבר A1.1 אינו שונה מהפעולה של A1.2, למעט היכולת לשנות את סף ניתוק המתח באמצעות נגד כוונון R5.
כדי לבדוק את פעולת A1.1, מתח האספקה המסופק מאספקת החשמל עולה ויורד בהדרגה בתוך 12-18 וולט. כאשר המתח מגיע ל-15.6 וולט, ממסר P1 אמור להיכבה והמגעים K1.1 מעבירים את ה-AZU למצב טעינה עם זרם קטן דרך הקבל C4. כאשר רמת המתח יורדת מתחת ל-12.54 V, הממסר צריך להידלק ולהעביר את ה-AZU למצב טעינה עם זרם של ערך נתון.
ניתן לכוונן את מתח סף ההדלקה של 12.54 וולט על ידי שינוי הערך של הנגד R9, אך זה לא הכרחי.
באמצעות מתג S2, ניתן להשבית את הפעולה האוטומטית על ידי הפעלת ממסר P1 ישירות.
מעגל מטען קבלים
ללא כיבוי אוטומטי
למי שאין לו ניסיון מספיק בהרכבת מעגלים אלקטרוניים או שלא צריך לכבות אוטומטית את המטען בתום טעינת הסוללה, אני מציע גרסה פשוטה של המכשיר לטעינת סוללות חומצה לרכב. מאפיין ייחודי של המעגל הוא הפשטות שלו לחזרה, אמינות, יעילות גבוהה וזרם טעינה יציב, נוכחות הגנה מפני חיבור סוללה שגוי, המשך טעינה אוטומטית במקרה של הפסקת חשמל.
עקרון ייצוב זרם הטעינה נותר ללא שינוי ומובטח על ידי הכללת גוש קבלים C1-C6 בסדרה עם שנאי הרשת. כדי להגן מפני מתח יתר על פיתול הכניסה והקבלים, נעשה שימוש באחד מצמדי המגעים הפתוחים בדרך כלל של ממסר P1.
כאשר הסוללה אינה מחוברת, מגעי הממסר P1 K1.1 ו-K1.2 פתוחים, וגם אם המטען מחובר לרשת החשמל, זרם אינו זורם למעגל. אותו דבר קורה אם אתה מחבר את הסוללה בטעות בקוטביות. כאשר הסוללה מחוברת כהלכה, הזרם ממנה זורם דרך דיודה VD8 לפתלת הממסר P1, הממסר מופעל והמגעים שלו K1.1 ו-K1.2 נסגרים. דרך המגעים הסגורים K1.1, מתח הרשת מסופק למטען, ודרך K1.2, זרם הטעינה מסופק לסוללה.
במבט ראשון, נראה שאין צורך במגעים של ממסר K1.2, אבל אם הם לא שם, אז אם הסוללה מחוברת בטעות, הזרם יזרום מהמסוף החיובי של הסוללה דרך המסוף השלילי של המטען, לאחר מכן דרך גשר הדיודה ולאחר מכן ישירות למסוף השלילי של הסוללה והדיודות, גשר הזיכרון ייכשל.
התכנית הפשוטה המוצעת לטעינת סוללות מותאמת בקלות לטעינת סוללות ב-6 V או 24 V. זה מספיק להחליף ממסר P1 במתח המתאים. כדי לטעון סוללות של 24 וולט, יש צורך לספק מתח מוצא מהפיתול המשני של השנאי T1 של לפחות 36 וולט.
אם תרצה, ניתן להוסיף למעגל של מטען פשוט מכשיר לציון זרם ומתח הטעינה, על ידי הפעלתו כמו במעגל של מטען אוטומטי.
כיצד להטעין מצבר לרכב
זיכרון אוטומטי מתוצרת עצמית
לפני הטעינה, יש לנקות את המצבר שהוצא מהרכב מלכלוך ולנגב בתמיסה מימית של סודה כדי להסיר שאריות חומצה. אם יש חומצה על פני השטח, אז הפתרון המימי של קצף סודה.
אם יש לסוללה פקקים למילוי חומצה, אזי יש לשחרר את כל הפלאגים כדי שהגזים שנוצרו בסוללה במהלך הטעינה יוכלו לברוח בחופשיות. הקפידו לבדוק את רמת האלקטרוליט, ואם היא נמוכה מהנדרש, הוסיפו מים מזוקקים.
לאחר מכן, עליך להשתמש במתג S1 במטען כדי להגדיר את הערך של זרם הטעינה ולחבר את הסוללה תוך התבוננות בקוטביות (המסוף החיובי של הסוללה חייב להיות מחובר למסוף החיובי של המטען) לטרמינלים שלה. אם המתג S3 נמצא במצב התחתון, אז החץ של המכשיר על המטען יראה מיד את המתח שהסוללה מייצרת. נותר להכניס את כבל החשמל לשקע ותהליך טעינת הסוללה יתחיל. מד המתח כבר יתחיל להראות את מתח הטעינה.
הכנתי את המטען הזה לטעינת מצברים לרכב, מתח המוצא הוא 14.5 וולט, זרם הטעינה המרבי הוא 6 A. אבל הוא יכול גם לטעון סוללות אחרות, כמו ליתיום-יון, שכן ניתן להתאים את מתח המוצא וזרם המוצא על פני טווח רחב. הרכיבים העיקריים של המטען נרכשו מאתר Aliexpress.
אלו המרכיבים:
תצטרך גם קבל אלקטרוליטי 2200 uF ב-50 V, שנאי למטען TS-180-2 (תראה איך לבטל את ההלחמה של שנאי TS-180-2), חוטים, תקע חשמל, נתיכים, רדיאטור עבור גשר דיודה, תנינים. ניתן להשתמש בשנאי אחר בהספק של לפחות 150 W (לזרם טעינה של 6 A), יש לדרג את הפיתול המשני לזרם של 10 A ולהפיק מתח של 15 - 20 וולט. ניתן להרכיב את גשר הדיודה מדיודות בודדות המדורגות לזרם של לפחות 10A, למשל, D242A.
החוטים במטען צריכים להיות עבים וקצרים. יש לקבע את גשר הדיודה לרדיאטור גדול. יש צורך להגדיל את הרדיאטורים של ממיר DC-DC, או להשתמש במאוורר לקירור.
מכלול מטען
חבר את הכבל עם תקע חשמל ונתיך לפיתול הראשי של השנאי TC-180-2, התקן את גשר הדיודה על הרדיאטור, חבר את גשר הדיודה ואת הפיתול המשני של השנאי. הלחמו את הקבל למסוף החיובי והשלילי של גשר הדיודה.
חברו את השנאי לרשת 220 וולט ומדדו את המתח בעזרת מולטימטר. קיבלתי את התוצאות הבאות:
- מתח החילופין במסופים של הפיתול המשני הוא 14.3 וולט (מתח הרשת הוא 228 וולט).
- מתח DC לאחר גשר דיודה וקבל 18.4 וולט (ללא עומס).
בהתבסס על הדיאגרמה, חבר ממיר מטה ומד מתח לגשר דיודות DC-DC.
הגדרת מתח המוצא וזרם הטעינה
שני נגדי חיתוך מותקנים על לוח ממיר DC-DC, אחד מאפשר לך להגדיר את מתח המוצא המרבי, השני יכול להגדיר את זרם הטעינה המרבי.
חבר את המטען לרשת החשמל (שום דבר לא מחובר לחוטי המוצא), המחוון יראה את המתח במוצא המכשיר, והזרם הוא אפס. הגדר את פוטנציומטר המתח ל-5 וולט במוצא. סגור את חוטי המוצא ביניהם, הגדר את זרם הקצר ל-6 A עם פוטנציומטר הזרם. לאחר מכן בטל את הקצר ע"י ניתוק חוטי המוצא ופוטנציומטר המתח, הגדר את היציאה ל-14.5 וולט.
מטען זה אינו מפחד מקצר חשמלי במוצא, אך הוא עלול להיכשל אם הקוטביות הופכת. כדי להגן מפני היפוך קוטביות, ניתן להתקין דיודה שוטקי חזקה במרווח של החוט החיובי העובר לסוללה. לדיודות כאלה יש מפל מתח נמוך כשהן מחוברות ישירות. עם הגנה כזו, אם תהפוך את הקוטביות בעת חיבור הסוללה, לא יזרום זרם. נכון, דיודה זו תצטרך להיות מותקנת על הרדיאטור, שכן זרם גדול יזרום דרכה בעת הטעינה.
מכלולי דיודה מתאימים משמשים בספקי כוח למחשבים. במכלול כזה יש שתי דיודות שוטקי עם קתודה משותפת, יהיה צורך להקביל להן. דיודות עם זרם של לפחות 15A מתאימות למטען שלנו.
יש לזכור כי במכלולים כאלה הקתודה מחוברת למקרה, ולכן יש להתקין דיודות אלו על הרדיאטור באמצעות אטם מבודד.
יש צורך להתאים שוב את גבול המתח העליון, תוך התחשבות במפלת המתח על פני דיודות ההגנה. לשם כך, יש להגדיר את פוטנציומטר המתח בלוח הממיר DC-DC ל-14.5 וולט הנמדד באמצעות מולטימטר ישירות במסופי המוצא של המטען.
כיצד לטעון את הסוללה
נגב את הסוללה עם סמרטוט ספוג בתמיסת סודה, ולאחר מכן יבש. הברג את התקעים ובדוק את רמת האלקטרוליט, במידת הצורך, הוסף מים מזוקקים. יש לכבות את התקעים במהלך הטעינה. אסור שייכנסו פסולת ולכלוך לתוך הסוללה. החדר בו נטענת הסוללה חייב להיות מאוורר היטב.
חבר את הסוללה למטען וחבר את המכשיר לחשמל. במהלך הטעינה המתח יעלה בהדרגה ל-14.5 וולט, הזרם יקטן עם הזמן. הסוללה יכולה להיחשב טעונה מותנית כאשר זרם הטעינה יורד ל-0.6 - 0.7 A.
עמידה במצב הפעולה של הסוללות, ובפרט מצב הטעינה, מבטיחה את פעולתן ללא תקלות לאורך כל חיי השירות. הסוללות נטענות בזרם שאת ערכו ניתן לקבוע לפי הנוסחה
כאשר I הוא זרם הטעינה הממוצע, A., ו-Q הוא הקיבולת החשמלית של הסוללה, Ah.
מטען סוללות לרכב קלאסי מורכב משנאי מטה, מיישר ווסת זרם טעינה. rheostats תיל משמשים כמווסת זרם (ראה איור 1) ומייצבי זרם טרנזיסטור.
בשני המקרים משתחרר כוח תרמי משמעותי על אלמנטים אלו, מה שמפחית את יעילות המטען ומגדיל את הסבירות לכשל שלו.
כדי להתאים את זרם הטעינה, ניתן להשתמש במאגר של קבלים המחוברים בסדרה עם הפיתול הראשוני (הרשת) של השנאי ופועלים כריאקטנסים המדכאים מתח רשת עודף. גרסה פשוטה של מכשיר כזה מוצגת באיור. 2.
במעגל זה, מתח תרמי (אקטיבי) משתחרר רק על הדיודות VD1-VD4 של גשר המיישר והשנאי, כך שהחימום של המכשיר זניח.
החיסרון באיור. 2 הוא הצורך להבטיח שהמתח על הפיתול המשני של השנאי גדול פי אחד וחצי ממתח העומס המדורג (~ 18÷20V).
מעגל המטען המספק טעינה של סוללות 12 וולט עם זרם של עד 15 A, וניתן לשנות את זרם הטעינה מ-1 ל-15 A בשלבים של 1 A, מוצג באיור. 3.
ניתן לכבות אוטומטית את המכשיר כאשר הסוללה טעונה במלואה. זה לא מפחד מקצרים קצרי טווח במעגל העומס ונשברים בו.
באמצעות מתגים Q1 - Q4 ניתן לחבר שילובים שונים של קבלים ובכך לווסת את זרם הטעינה.
הנגד המשתנה R4 קובע את סף התגובה K2, שאמור לפעול כאשר המתח במסופי הסוללה שווה למתח של סוללה טעונה במלואה.
על איור. 4 מציג מטען נוסף, בו זרם הטעינה מתכוונן באופן רציף מאפס לערך המקסימלי.
השינוי בזרם בעומס מושג על ידי התאמת זווית הפתיחה של הטריניסטר VS1. יחידת הבקרה מיוצרת על טרנזיסטור חד-צוק VT1. הערך של זרם זה נקבע על ידי המיקום של מחוון הנגד המשתנה R5. זרם הטעינה המרבי של הסוללה הוא 10A, מוגדר על ידי מד זרם. המכשיר מסופק בצד הרשת והעומס על ידי נתיכים F1 ו-F2.
גרסה של המעגל המודפס של המטען (ראה איור 4), בגודל 60x75 מ"מ, מוצגת באיור הבא:
בתרשים באיור. 4 הפיתול המשני של השנאי חייב להיות מתוכנן לזרם פי שלושה מזרם הטעינה, ובהתאם גם הספק השנאי חייב להיות פי שלושה מההספק שצורכת הסוללה.
נסיבות אלו הן חיסרון משמעותי של מטענים עם טריניסטור ווסת זרם (תיריסטור).
הערה:
יש להתקין דיודות גשר מיישר VD1-VD4 ותיריסטור VS1 ברדיאטורים.
ניתן להפחית משמעותית את הפסדי החשמל בטריניסטור, ולכן להגביר את יעילות המטען, על ידי העברת אלמנט הבקרה ממעגל המתפתל המשני של השנאי למעגל המתפתל הראשוני. מכשיר כזה מוצג באיור. 5.
בתרשים באיור. 5, יחידת הבקרה דומה לזו ששימשה בגרסה הקודמת של המכשיר. הטריניסטור VS1 כלול באלכסון של גשר המיישר VD1 - VD4. מכיוון שהזרם של הפיתול הראשוני של השנאי קטן בערך פי 10 מזרם הטעינה, משתחרר כוח תרמי קטן יחסית על דיודות VD1-VD4 ועל הטריניסטור VS1 והם אינם דורשים התקנה על רדיאטורים. בנוסף, השימוש בטריניסטור במעגל הראשוני של השנאי איפשר לשפר מעט את צורת עקומת זרם הטעינה ולהפחית את ערך גורם הצורה של עקומת הזרם (מה שמוביל גם לעלייה ביעילות של המטען). החיסרון של מטען זה הוא החיבור הגלווני עם רשת האלמנטים של יחידת הבקרה, אשר יש לקחת בחשבון בעת פיתוח העיצוב (לדוגמה, השתמש בנגד משתנה עם ציר פלסטיק).
גרסה של המעגל המודפס של המטען באיור 5, בגודל 60x75 מ"מ, מוצגת באיור למטה:
הערה:
יש להתקין דיודות גשר מיישר VD5-VD8 ברדיאטורים.
במטען באיור 5, גשר הדיודה VD1-VD4 מסוג KTs402 או KTs405 עם האותיות A, B, C. דיודת הזנר VD3 מסוג KS518, KS522, KS524, או מורכבת משתי דיודות זנר זהות עם א. מתח ייצוב כולל של 16 ÷ 24 וולט (KS482, D808, KS510 וכו'). טרנזיסטור VT1 הוא צומת יחיד, מסוג KT117A, B, C, G. גשר הדיודה VD5-VD8 מורכב מדיודות, עם חיבור עובד זרם לא פחות מ-10 אמפר(D242÷D247 ואחרים). דיודות מותקנות ברדיאטורים בשטח של לפחות 200 מ"ר, והרדיאטורים יתחממו מאוד, ניתן להתקין מאוורר לנשיפה לתוך מארז המטען.