Thực đơn
trang chủChương trình

Bộ sạc có tính năng ổn định dòng điện. Điều chỉnh ổn áp cho bộ sạc Mạch sạc cho ô tô có điện áp ổn định

Trong bài viết này chúng ta sẽ nói về một bộ sạc xe hơi khác. Chúng tôi sẽ sạc pin với dòng điện ổn định. Mạch sạc được thể hiện trong Hình 1.

Mạch sử dụng máy biến áp quấn lại từ TV ống TS-180 làm máy biến áp mạng, nhưng TS-180-2 và TS-180-2V cũng phù hợp. Để cuộn lại máy biến áp, trước tiên chúng ta tháo nó ra một cách cẩn thận, không quên lưu ý xem lõi được dán vào mặt nào của lõi; Sau đó tất cả các cuộn dây thứ cấp được quấn lại. Nếu chỉ sử dụng bộ sạc ở nhà, bạn có thể để lại cuộn dây che chắn. Nếu thiết bị được thiết kế để sử dụng trong các điều kiện khác thì cuộn dây che chắn sẽ được tháo ra. Lớp cách điện phía trên của cuộn sơ cấp cũng bị loại bỏ. Sau đó, các cuộn dây được tẩm sơn bóng Bakelite. Tất nhiên, quá trình ngâm tẩm trong sản xuất diễn ra trong buồng chân không, nếu không có khả năng như vậy thì chúng tôi ngâm tẩm bằng phương pháp nóng - vào vecni nóng được đun nóng trong nồi cách thủy, ném các cuộn dây và đợi trong một giờ cho đến khi chúng bão hòa bằng sơn bóng. Sau đó, chúng ta để lớp sơn bóng dư thừa chảy ra và đặt các cuộn dây vào lò gas ở nhiệt độ khoảng 100... 120˚С. Trong trường hợp cực đoan, cuộn dây có thể được ngâm tẩm parafin. Sau đó, chúng tôi khôi phục lớp cách điện của cuộn sơ cấp bằng cùng một loại giấy, nhưng cũng được tẩm vecni. Tiếp theo, chúng ta cuộn các cuộn theo... bây giờ hãy làm phép toán. Để giảm dòng điện không tải và rõ ràng là nó sẽ tăng lên, vì chúng ta không có chất sắt dán cần thiết để dán các lõi xoắn, cắt, nên chúng ta sẽ sử dụng tất cả các vòng của cuộn dây. Vì thế. Số vòng dây cuộn sơ cấp (xem bảng) là 375+58+375+58 = 866 vòng. Số vòng trên mỗi vôn bằng 866 vòng chia cho 220 vôn, ta được 3,936 ≈ 4 vòng trên vôn.


Chúng tôi tính toán số vòng của cuộn thứ cấp. Chúng ta đặt điện áp của cuộn thứ cấp là 14 volt, điều này sẽ cho chúng ta điện áp 14 √2 = 19,74 ≈ 20 volt ở đầu ra của bộ chỉnh lưu có tụ lọc. Nói chung, điện áp này càng thấp thì năng lượng vô dụng dưới dạng nhiệt sẽ được giải phóng trên các bóng bán dẫn của mạch càng ít. Và như vậy, chúng ta nhân 14 vôn với 4 vòng trên vôn, chúng ta có 56 vòng dây quấn thứ cấp. Bây giờ hãy đặt dòng điện của cuộn thứ cấp. Đôi khi bạn cần sạc lại pin nhanh chóng, điều đó có nghĩa là bạn cần tăng dòng sạc đến giới hạn trong một thời gian. Biết công suất tổng của máy biến áp - 180 W và điện áp của cuộn thứ cấp, chúng ta sẽ tìm được dòng điện cực đại 180/14 ≈ 12,86 A. Dòng thu tối đa của bóng bán dẫn KT819 là 15A. Theo sách tham khảo, công suất tối đa của bóng bán dẫn này trong vỏ kim loại là 100W. Điều này có nghĩa là với dòng điện 12A và công suất 100W, điện áp rơi trên bóng bán dẫn không thể vượt quá... 100/12 ≈ 8,3 volt và điều này với điều kiện là nhiệt độ của tinh thể bóng bán dẫn không vượt quá 25˚C. Điều này có nghĩa là cần có quạt vì bóng bán dẫn sẽ hoạt động ở giới hạn khả năng của nó. Chúng tôi chọn dòng điện bằng 12A, với điều kiện là mỗi nhánh của bộ chỉnh lưu sẽ có hai điốt 10A. Theo công thức:

Chúng ta nhân 0,7 với 3,46, ta được đường kính dây 2,4 mm.

Bạn có thể giảm dòng điện xuống 10A và sử dụng dây có đường kính 2mm. Để tạo điều kiện thuận lợi cho chế độ nhiệt của máy biến áp, cuộn dây thứ cấp không thể được bọc bằng lớp cách điện mà chỉ cần phủ thêm một lớp vecni Bakelite.

Điốt KD213 được lắp đặt trên bộ tản nhiệt tấm nhôm 100x100x3mm. Chúng có thể được lắp đặt trực tiếp trên thân kim loại của bộ sạc thông qua các miếng đệm mica bằng keo tản nhiệt. Thay vì 213-x, bạn có thể sử dụng D214A, D215A, D242A, nhưng điốt KD2997 với bất kỳ chữ cái nào là phù hợp nhất, giá trị điển hình của độ sụt điện áp chuyển tiếp là 0,85V, nghĩa là với dòng điện tích 12A, nhiệt sẽ được giải phóng trên chúng dưới dạng 0,85 12 = 10W. Dòng điện một chiều được chỉnh lưu tối đa của các điốt này là 30A và chúng không đắt. Vi mạch LM358N có thể hoạt động với điện áp tín hiệu đầu vào gần bằng 0; tôi chưa thấy bất kỳ thiết bị tương tự nào trong nước. Transitor VT1 và VT2 có thể được sử dụng với bất kỳ chữ cái nào. Một dải thiếc đóng hộp được sử dụng làm ống dẫn lưu. Kích thước dải của tôi được cắt từ hộp thiếc () là 180x10x0,2mm. Với các giá trị của điện trở R1,2,5 được chỉ ra trên sơ đồ, dòng điện được điều chỉnh trong khoảng từ khoảng 3 đến 8A. Giá trị của điện trở R2 càng thấp thì dòng điện ổn định của thiết bị càng lớn. Đọc cách tính điện trở bổ sung cho vôn kế.

Về ampe kế. Dải của tôi, được cắt theo kích thước nêu trên, khá tình cờ có điện trở 0,0125 Ohm. Điều này có nghĩa là khi có dòng điện 10A chạy qua nó thì U=I R ​​​​= 10 0,0125=0,125V = 125 mlV sẽ chạy qua nó. Trong trường hợp của tôi, đầu đo đã qua sử dụng có điện trở 1200 Ohms ở nhiệt độ 25˚C.

Lạc đề trữ tình. Nhiều đài nghiệp dư, khi điều chỉnh kỹ lưỡng các shunt cho ampe kế của mình, vì lý do nào đó không bao giờ chú ý đến sự phụ thuộc nhiệt độ của tất cả các phần tử trong mạch điện mà họ lắp ráp. Chúng ta có thể nói không ngừng về chủ đề này, tôi sẽ chỉ cho bạn một ví dụ nhỏ. Đây là điện trở hoạt động của khung đầu đo của tôi ở các nhiệt độ khác nhau. Và trong những điều kiện nào thì nên tính toán shunt?

Điều này có nghĩa là dòng điện đo ở nhà sẽ không tương ứng với dòng điện đo bằng ampe kế trong gara lạnh vào mùa đông. Nếu bạn không quan tâm thì chỉ cần chuyển đổi 5,5A và 10 ... 12A và không có thiết bị nào. Và đừng sợ làm vỡ chúng, đây là một điểm cộng lớn khác của bộ sạc có tính năng ổn định dòng sạc.

Và như thế. Với điện trở khung 1200 Ohms và tổng dòng điện lệch của kim thiết bị là 100 μA, chúng ta cần đặt một điện áp 1200 0,0001 = 0,12 V = 120 mlV vào đầu, nhỏ hơn điện áp rơi trên điện trở shunt. với dòng điện 10 A. Vì vậy, hãy lắp thêm một điện trở nối tiếp với đầu đo, tốt nhất là điện trở điều chỉnh để không phải lo lắng khi lựa chọn.

Bộ ổn định được gắn trên bảng mạch in (xem ảnh 3). Tôi đã giới hạn dòng sạc tối đa cho mình ở mức sáu ampe, do đó, với dòng điện ổn định là 6A và điện áp rơi trên một bóng bán dẫn mạnh 5V, công suất giải phóng là 30W và được quạt từ máy tính thổi, bộ tản nhiệt này nóng lên đến nhiệt độ 60 độ. Với một chiếc quạt thì điều này là rất nhiều, cần một bộ tản nhiệt hiệu quả hơn. Khoảng xác định những gì là cần thiết. Lời khuyên của tôi dành cho tất cả các bạn là hãy lắp bộ tản nhiệt được thiết kế để vận hành các thiết bị PP mà không có bộ làm mát, tốt hơn là kích thước của thiết bị tăng lên, nhưng khi bộ làm mát này dừng lại, sẽ không có gì bị cháy.

Khi phân tích điện áp đầu ra, biểu đồ dao động của nó rất nhiễu, điều này cho thấy mạch không ổn định, tức là. mạch đã bị kích thích. Cần bổ sung tụ điện C5 vào mạch để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. Ngoài ra, để giảm tải cho KT819, tôi đã giảm điện áp ở đầu ra bộ chỉnh lưu xuống 18V (18/1,41 = 12,8V, tức là điện áp ở cuộn thứ cấp máy biến áp của tôi là 12,8V). Tải xuống bản vẽ PCB. Tạm biệt. K.V.Yu.

THIẾT BỊ SẠC ĐỐI VỚI ẮC QUY XE Ô TÔ

Mạch sạc dùng cho ắc quy ô tô khá phổ biến và mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng. Hầu hết các mạch sạc đơn giản nhất đều được xây dựng theo nguyên tắc bộ điều chỉnh điện áp với nút đầu ra được lắp ráp bằng thyristor hoặc bóng bán dẫn mạnh. Các mạch này có nhược điểm đáng kể - dòng sạc không đổi và phụ thuộc vào điện áp đạt được trên pin. Một số lượng lớn các mạch không có bảo vệ chống đoản mạch đầu ra, dẫn đến hỏng các phần tử nguồn đầu ra. Sơ đồ đề xuất không có những thiếu sót này, khá đáng tin cậy (được phát triển vào năm 1995 và sản xuất khoảng 20 bản, chưa bao giờ bị lỗi) và được thiết kế để những người nghiệp dư vô tuyến “trung bình” lặp lại.

Thiết bị cung cấp dòng sạc lên đến 6A, điều khiển dòng điện và điện áp bằng chỉ báo quay số, bảo vệ ngắn mạch và tự động tắt sau một thời gian xác định bằng bộ hẹn giờ. Mạch bao gồm một bộ điều khiển điện áp răng cưa (bóng bán dẫn VT1, VT2), bộ so sánh DA1 , bộ khuếch đại tín hiệu từ shunt cảm biến dòng điện trên bộ khuếch đại thuật toán DA2 và thyristor công suất đầu ra VD5, VD6 , được lắp đặt trên các bộ tản nhiệt nhỏ, có thể sử dụng thân kim loại của thiết bị. Việc thiết lập mạch được thực hiện theo nhiều giai đoạn: 1. Biên độ của “cưa” trên một điện trở thay đổi được đo bằng máy hiện sóng R6 , khoảng 2V, nếu không thì chọn điện trở R4 e chúng được đưa đến giá trị này. Tiếp theo, shunt được tải R18 dòng điện 6A và lựa chọn điện trở R15, R17 đạt được mức điện áp ở đầu vào 3 của bộ so sánh bằng biên độ của điện áp răng cưa (2V) - sau đó bộ sạc bắt đầu điều chỉnh dòng điện đầu ra một cách bình thường. 2. Pin cần sạc được nối nối tiếp với đầu ra của thiết bị bằng ampe kế tham chiếu bên ngoài, bộ điều chỉnh dòng điện được đặt thành 3 ... 6 A và công tắc bật tắt bộ sạc được chuyển sang vị trí “hiện tại”. Lựa chọn điện trở R14 đạt được số đọc hiện tại chính xác trên thang đo của thiết bị tích hợp. 3. Pin được kết nối trực tiếp với đầu ra của bộ sạc và điện áp trên pin được theo dõi bằng vôn kế tham chiếu bên ngoài. Lựa chọn điện trở R20 đạt được số đọc chính xác từ đồng hồ đo quay số tích hợp trên thang điện áp. Điều này hoàn tất việc thiết lập. Bất kỳ đầu nào có sẵn đều có thể được sử dụng làm thiết bị đo, thang đo tuyến tính phải được chuẩn bị trước. Shunt R18 có thể được làm từ một đoạn dây nichrome có đường kính khoảng 2 mm và chiều dài khoảng 15 cm. Độ chính xác của việc đặt điện trở không đóng vai trò lớn, bởi vì. lựa chọn điện trở R15, R17 giá trị tín hiệu đầu ra yêu cầu được đặt DA2 . Nếu thyristor khởi động không đủ tin cậy, tụ điện C6 có thể được tháo ra và thay thế điện trở R11 bằng điện trở hai watt, định mức 510 Ohm... 1 kOhm. Bộ hẹn giờ không yêu cầu cài đặt riêng; nếu muốn, bạn không thể thực hiện được - phần còn lại của mạch sẽ không thay đổi. Các phần tử điện tử chính được lắp ráp trên một bảng mạch in.


Mạch này đã đứng vững trước thử thách của thời gian, không chứa các phần tử khan hiếm hoặc ít phổ biến hơn, nhưng trong thời gian qua, một cơ sở phần tử mới có thể tiếp cận đã xuất hiện, cho phép xây dựng các bộ nguồn có đặc tính cao hơn. Các mạch được trình bày trên các trang sau của phần này được phát triển tương đối gần đây, sử dụng các phần tử hiện có và phù hợp để những người nghiệp dư vô tuyến trình độ trung cấp lặp lại:

THIẾT BỊ SẠC ĐỐI VỚI ẮC QUY XE Ô TÔ

Tùy chọn được mô tả dưới đây mạch, mặc dù rất phức tạp nhưng lại dễ cấu hình hơn do sử dụng bộ khuếch đại hoạt động để bình thường hóa điện áp của shunt đo dòng điện. Trong mạch này như một shunt R13 Bạn có thể sử dụng hầu hết mọi điện trở quấn dây có điện trở 0,01 ... 0,1 Ohm và công suất 1 ... 5 W. Điện áp cần thiết để điều chỉnh dòng điện bình thường trong tải là 0 ... 0,6 V ở chân 1 của vi mạch DA1 đạt được bằng tỷ số điện trở R9 và R11 . Giá trị điện trở R11 và R12 phải giống nhau và nằm trong khoảng 0,5 ... 100 kOhm. Giá trị điện trở R9 được tính bằng công thức:R9(Ôm) = 0,1 * TÔI lối ra tối đa(A)* R11(Ôm) / TÔI lối ra tối đa (A) * R13(Om). Biến trở R2 có thể phù hợp, có điện trở 1 ... 100 kOhm. Sau khi lựa chọn R2 tính giá trị điện trở cần tìm R4, trong đó được xác định bởi công thức:R4(kÔm) = R2(kOhm) * (5 V - 0,1 * TÔI lối ra tối đa(A)) / 0,1 * TÔI lối ra tối đa (A). Biến trở R14 cũng có thể phù hợp với bất kỳ loại nào có điện trở 1 ... 100 kOhm. Giá trị điện trở R15 xác định giới hạn trên của việc điều chỉnh điện áp đầu ra. Giá trị của điện trở này phải sao cho ở điện áp đầu ra tối đa trên động cơ điện trở, ở vị trí thấp nhất trong mạch, điện áp là 5,00V. Hình vẽ hiển thị xếp hạng cho dòng điện đầu ra tối đa là 6A và điện áp tối đa là 15 V, nhưng giá trị giới hạn của các tham số này có thể dễ dàng tính toán lại theo các công thức trên.

Về mặt cấu trúc, phần chính của mạch được chế tạo trên bảng mạch in có kích thước 45 x 58 mm. Các yếu tố khác: máy biến áp điện, cầu diode VD2, bóng bán dẫn VT1, điốt VD5 , cuộn cảm Dr1, tụ điện C2, C7, biến trở và cầu chì được đặt bằng phương pháp lắp thể tích trong vỏ bộ sạc. Cách tiếp cận này cho phép sử dụng các phần tử có kích thước khác nhau trong mạch và nguyên nhân là do nhu cầu sao chép thiết kế.


Yêu cầu đối với phần tử cơ sở được mô tả ở các trang trước. Một mạch được lắp ráp chính xác sẽ bắt đầu hoạt động ngay lập tức và thực tế không cần điều chỉnh. Thiết kế được mô tả không chỉ có thể được sử dụng làm bộ sạc mà còn được sử dụng làm nguồn điện trong phòng thí nghiệm với giới hạn dòng điện đầu ra có thể điều chỉnh.

Bộ sạc ắc quy ô tô là một thứ không thể thay thế mà người đam mê ô tô nào cũng nên có, dù ắc quy có tốt đến đâu cũng có thể hỏng vào thời điểm bất tiện nhất.

Chúng tôi đã nhiều lần xem xét thiết kế của nhiều bộ sạc trên các trang của trang web. Về lý thuyết, bộ sạc không gì khác hơn là một nguồn cung cấp năng lượng có tính năng ổn định dòng điện và điện áp. Nó hoạt động đơn giản - chúng ta biết rằng điện áp của ắc quy ô tô đã sạc là khoảng 14-14,4 Vôn, bạn cần đặt chính xác điện áp này trên bộ sạc, sau đó đặt dòng sạc mong muốn, trong trường hợp ắc quy khởi động bằng axit thì đây là một phần mười về dung lượng pin, ví dụ - pin 60 A / h, chúng tôi sạc pin với dòng điện 6 Amps.

Kết quả là, khi sạc pin, dòng điện sẽ giảm xuống và cuối cùng đạt mức 0 - ngay khi pin được sạc. Hệ thống này được sử dụng trong tất cả các bộ sạc; quá trình sạc không cần phải theo dõi liên tục vì mọi thông số đầu ra của bộ sạc đều ổn định và không phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp nguồn.


Dựa trên điều này, có thể thấy rõ rằng để xây dựng bộ sạc, bạn cần phải có ba nút.

1) Máy biến áp giảm áp hoặc nguồn điện chuyển mạch cộng với bộ chỉnh lưu
2) Bộ ổn định dòng điện
3) Ổn áp

Với sự trợ giúp của cái sau, ngưỡng điện áp được đặt ở mức mà pin sẽ được sạc và hôm nay chúng ta sẽ nói cụ thể về bộ ổn áp.

Hệ thống cực kỳ đơn giản, chỉ có 2 thành phần hoạt động, chi phí tối thiểu và việc lắp ráp sẽ không quá 10 phút nếu tất cả các thành phần đều có sẵn.

Những gì chúng tôi có. một bóng bán dẫn hiệu ứng trường làm phần tử nguồn, một diode zener có thể điều chỉnh để đặt điện áp ổn định, điện áp này có thể được đặt thủ công bằng cách sử dụng một biến số (hoặc tốt hơn là một điện trở điều chỉnh, nhiều vòng) 3,3 kOhm. Điện áp lên đến 50 Volt có thể được cung cấp cho đầu vào của bộ ổn định và ở đầu ra, chúng ta đã có được điện áp ổn định ở định mức yêu cầu.

Điện áp tối thiểu có thể là 3 Vôn (tùy thuộc vào bóng bán dẫn hiệu ứng trường), thực tế là để bóng bán dẫn hiệu ứng trường mở ở cổng của nó, bạn cần phải có điện áp trên 3 vôn (trong một số trường hợp là nhiều hơn) ngoại trừ các bóng bán dẫn hiệu ứng trường được thiết kế để hoạt động trong các mạch có mức điều khiển logic.

Bộ ổn định có thể chuyển đổi dòng điện lên đến 10 Amps tùy thuộc vào điều kiện, đặc biệt là loại bóng bán dẫn hiệu ứng trường, sự hiện diện của bộ tản nhiệt và hoạt động làm mát.

Diode zener điều chỉnh TL431 là một linh kiện phổ biến và có thể tìm thấy trong bất kỳ nguồn điện máy tính nào; nó được sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra và được đặt bên cạnh bộ ghép quang.

Tôi đã tháo rời một trong những bộ sạc của mình để cho thấy bộ ổn định trông như thế nào, không cần phải đánh giá khắt khe về chất lượng lắp đặt, bộ sạc của một người bạn đã hoạt động được 2 năm mà không có khiếu nại nào, tôi làm vội vàng và không bận tâm quá nhiều.

Và tôi cũng muốn lưu ý một điểm, nếu bạn quyết định thay dầu cho ô tô của mình, thì tôi muốn giới thiệu nhà kinh doanh xuất sắc “Maslyonka”, chuyên kinh doanh theo hướng này. Vào đây chọn dầu công nghiệp nhé, ở đây không có hàng giả đâu...