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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de carregador e fonte de alimentação com capacidades operacionais ampliadas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas Ao desenvolver o circuito do dispositivo de alimentação do carregador (CHD), foram definidas as seguintes tarefas: aumentar a eficiência através do uso da regulação de pulso; garantir um ajuste suave da corrente de saída; use uma base de elemento simples; reduzir o número de elementos de potência; simplificar o design; equipar-se com dispositivos de serviço simples que aumentam as capacidades operacionais da ZPU, que podem ser gradualmente adicionados ao circuito principal sem modificações significativas. O circuito (Fig. 1) é um retificador de onda completa ajustável baseado em um regulador tiristor com controle fase-pulso, onde os tiristores VS1 e VS2 são usados como diodos controlados por potência. Uma descrição detalhada dos princípios de operação do regulador, possíveis opções de projeto de circuito e substituição de elementos são descritas detalhadamente em [1]. Atenção especial deve ser dada à precisão da fabricação do T2. As bordas do anel devem ser embotadas e o próprio anel deve ser enrolado em diâmetro com duas camadas de fita isolante para evitar curto-circuito nos enrolamentos II e III através do núcleo. O transformador T2 é feito em anel de ferrite K20x10x11 2000NN e contém 3x75 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,22 mm. O enrolamento é feito com um feixe de três fios, o que é tecnologicamente conveniente na conexão e faseamento dos enrolamentos T2 (Atenção! Se os enrolamentos II e III forem conectados durante a instalação, então o dobro da tensão do retificador será aplicado a T2 através deles e T2 vai falhar). Os inícios dos enrolamentos (indicados por um ponto na Fig. 1) são conectados ao emissor VT2, UEs VS1 e VS2, e as extremidades dos enrolamentos correspondentes são conectadas aos ânodos VD1, VD2 e cátodos VS1, VS2. Estruturalmente, os SCRs são colocados em um radiador com área de 300 mm2 sem juntas isolantes (pode ser utilizada a caixa ZPU). Se você usar o carregador com cuidado e cuidado, monitorando o grau de carga da bateria usando um voltímetro adicional conectado ao XS1, poderá usar o carregador conforme Fig.
Mas como Seu “caso Majestade” é previsto pelo algoritmo - não há acidentes - existem padrões naturais, é melhor equipar o ZPU com dispositivos que evitem a falha do ZPU ou conectar uma bateria a ele sob o seguinte influências negativas externas:
O esquema de finalização da ZPU é mostrado na Fig. 2 (com a estrutura da Fig. 1 + Fig. 2). É uma chave de transistor controlada pela magnitude e polaridade da tensão de entrada (para a bateria) e controlando a tensão de alimentação do gerador de pulso de fase, conectado em vez do jumper XP2.
Com uma bateria fortemente sulfatada, é possível que a polaridade nos terminais de uma bateria conectada corretamente seja oposta, ou a bateria fique severamente descarregada e a tensão nela seja menor que a tensão de abertura da chave do transistor. Em ambos os casos, a ZPU não funcionará. Para eliminar isso, foi introduzida a chave seletora S2, que ignora a chave por algum tempo para atingir a polaridade e o nível de tensão necessários na bateria para manter a chave aberta e o processo normal de carregamento. Depois disso, a chave seletora é aberta. Em [2] isso não é levado em consideração e a ZPU não funcionará. Ao utilizar as peças indicadas na Fig. 2, o circuito não precisa ser ajustado. Na prática, quando é necessário utilizar veículos no inverno, e o desempenho da bateria (em termos de capacidade) diminui muito à medida que a temperatura cai, e a bateria já está sendo utilizada “duas ou três vezes mais que o normal” ( o volume da massa ativa diminuiu devido ao derramamento natural, e a própria bateria (a bateria está fortemente sulfatada, o que leva a uma capacidade de saída ainda menor e a um aumento na resistência interna), impossibilitando a partida confiável do carro. De várias maneiras, você pode se livrar desses problemas, bem como aumentar a vida útil da bateria quando o carro está estacionado na garagem, e a bateria está constantemente conectada à unidade de controle de carga, que funciona em modo “standby”. e o mantém em plena prontidão para operação. De acordo com as recomendações contidas em [4], a vida útil da bateria quando o modo de espera (em armazenamento) é aplicado à bateria desde tenra idade pode ser estendida para 5-6 anos! (em vez de 1-2!), e em outros casos retarda significativamente os processos destrutivos que ocorrem na bateria durante a operação. O circuito mostrado na Fig. 3, recomendado por [3] (conforme estrutura da Fig. 1+Fig. 2+fig.3), conectado ao XS1.
O circuito é um relé eletrônico com limites de ativação e desativação ajustáveis separadamente. É energeticamente mais favorável que o esquema em [2], uma vez que T1 fica desconectado da rede durante o modo “standby”, que pode atingir várias horas de pausa para vários minutos de carregamento. O circuito não é crítico para os detalhes usados. Aconselha-se a utilização de transistores de silício, valores de resistor R1, R4-R6 ±20%, R2, R3 - cortadores de fio do tipo SP5-1, pois permitem definir o limite com precisão de ±0,1 V e bem manter a estabilidade da configuração ao longo do tempo. O diodo Zener VD2 é um diodo de precisão com compensação de temperatura do tipo D818E, embora dois diodos zener do tipo D814 conectados de forma oposta, com aproximadamente a mesma tensão de estabilização, possam ser usados. O nó do modo de espera é configurado da seguinte maneira. O controle deslizante do potenciômetro R2 está na posição superior e o controle deslizante R3 na posição inferior (de acordo com o diagrama). O conector XP1 não está conectado à rede. Uma fonte de alimentação estabilizada com tensão ajustável é conectada ao conector XS1, que é ajustado de acordo com um voltímetro padrão conectado ao XS1, igual a 14,5 V. Neste caso, os transistores VT1 e VT2 devem ser fechados e o relé K1 desenergizado. Ao girar o motor R3, o relé K1 é ativado. Em seguida, a tensão da fonte estabilizada é reduzida para 12,9 V e girando o motor R2 o relé é liberado. Devido ao fato de que quando o relé K1 é liberado o resistor R2 é fechado pelos contatos K1.2, esses ajustes são independentes um do outro. As resistências dos resistores R1 e R4 são projetadas para a faixa de 12,9-14,5 V. Para outros valores limite, eles devem ser selecionados novamente. Relé K1 - qualquer operação confiável de 12 V, com dois grupos de contatos de abertura, permitindo comutação de potência de 200-300 W, RSM1 (Yu.171.81.43); RSM3 (RF4.500.129); RES6 (RFO.452.125.D); RES22 (RF4.500.129 - contatos conectados em paralelo). Se não houver relés recomendados acima, você poderá rebobinar qualquer um. Por exemplo, um relé opera com uma tensão de 60 V e uma corrente de 0,02 A, tem uma potência de comutação de 60x0,02 = 1,2 W, 1200 voltas de fio D0,1 mm, número de voltas por 1 V = 1200: 60 = 20, seção transversal do fio S =пDD:4=3, 14x0,1x0,1:4= 0,00785 mm2. Precisamos de um relé que seja acionado por uma tensão de 12 V. O número de voltas do relé rebobinado é 12x20 = 240. Como a tensão de operação diminuiu 5 vezes (60:12), isso significa que a corrente (com a mesma potência de comutação) deve aumentar 5 vezes. Para garantir a mesma densidade de corrente em (A/mm2), é necessário aumentar a seção transversal (não o diâmetro!) dos fios, ou seja, 0,00785x5=0,4mm2. De onde vem D= 4S/n8=4x0,4:3,14=0,23 mm. Isso significa que o relé rebobinado possui 240 voltas de fio de 0,23 mm. Para desacelerar o processo de sulfatação e “treinar” automaticamente a bateria durante o modo “standby” no inverno (carregamento com corrente assimétrica), o circuito da Fig. 1 pode ser convertido desligando o tiristor VS2 e conectando o resistor de descarga R1 ( Fig. 4) com interruptor basculante S4.
A proporção das correntes de carga e descarga é de 10:1, e a quantidade de corrente de carga é determinada pela corrente nominal da bateria que está sendo carregada. Para evitar sobrecarregar a bateria em um pulso, é necessário lembrar que no circuito conforme Fig. 4, a carga é realizada por pulsos de meia onda com frequência de 50 Hz, e a descarga ocorre durante uma pausa entre os pulsos . Portanto, o amperímetro ZPU mostrará a corrente média de carga, aproximadamente três vezes menor que a corrente no pulso. Por exemplo, de acordo com a recomendação [5], uma bateria com capacidade de 55 Ah deve ser carregada com uma corrente de 1,8 A. Ao utilizar o circuito conforme a estrutura da Fig. Figura 1, o tempo total de carga no modo “standby” comparado ao circuito de acordo com a estrutura da Figura 2 + Figura 3 + Figura 4 aumentará e o tempo de descarga diminuirá. Além disso, o carregador se transforma em um dispositivo carregador-alimentação-descarga com corrente de descarga de 1/2 da capacidade da bateria. É melhor ajustar a assimetria usando um osciloscópio conectado em paralelo com um resistor de 3 Ohm conectado em série com uma carga ativa (pode ser usada uma lâmpada de um farol) de acordo com uma proporção de 1:100 das amplitudes de carga e descarga tensões (proporcionais às correntes). Se você não tiver um osciloscópio, poderá ajustar a assimetria com um testador. Por exemplo, para uma bateria 6ST55, a corrente de carga é definida com o resistor R1 igual a 1,98 A (1,8 + 0,18). A carga é desligada sem alterar a posição do controle deslizante do resistor R1, o resistor de descarga R4 é conectado ao carregador (Fig. 5) e a corrente de descarga é ajustada para 0,18 A selecionando sua resistência. Quando a ZPU opera com carga ativa (eletrovulcanizador, lâmpada incandescente, etc.), a tensão na carga pode ultrapassar 14,5 V e a ZPU será desligada, o que não é levado em consideração em [3]. Para eliminar isso, use a chave seletora S3.1, que desconecta o circuito da Fig. 3 de +XS1 e ao mesmo tempo S3.2 conecta o circuito VD1R1 (Fig. 5), através do qual a tensão de abertura dos ânodos VD1 e VD1 é fornecido à base VT2 (Fig. 1).
A introdução deste circuito é causada pela necessidade de proteger o carregador de curtos-circuitos no modo de alimentação ao operar com todos os outros tipos de cargas, exceto a bateria. O transformador pode ser utilizado pronto, a partir de TVs de tubo, restando apenas o enrolamento primário e o enrolamento secundário conforme Tabela 1. Caso exista um transformador com geometria diferente da mostrada na tabela, pode-se utilizar as recomendações [4]. Para carregar uma bateria com capacidade de 40-60 Ah, uma corrente de 1-2 A é suficiente, e aumentar a duração do carregamento não importa neste caso, pois ao usar automação, o controle do tempo de carregamento não é necessário . Tabela 1
Portanto, para a fabricação da ZPU T1, é adequado um transformador de 50 W (empiricamente 5 cm2), que fornece cerca de 21 V no enrolamento II com uma corrente de 1-2 A. O cálculo de T1 pode ser feito de acordo com [7] ou determinando de forma prática o número de voltas por 1 V usando o método de enrolamento de teste de acordo com [6]. Ao operar por muito tempo no modo “standby”, é necessário monitorar o nível de eletrólito na bateria adicionando periodicamente água destilada. Não há necessidade de utilização de filtro para supressão de ruído, pois T1 serve simultaneamente como filtro. Literatura:
Autor: S. A. Elkin
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