Устройство контроля заряда и разряда аккумулятора 12В
Для автоматического контроля за процессами зарядки и разрядки батареи предназначено устройство, описанное ниже. Рассмотрим его работу в режиме зарядки. К зажимам X1 и Х2 подключают любое зарядное устройство, а к зажимам Х3 и Х4 - аккумуляторную батарею.
Переключатель SA1 устанавливают в положение «Зарядка». При нажатии на кнопку SB 1 реле К2 срабатывает и блокирует кнопку своими контактами К2.1.
Реле К1 срабатывает и контактами К1.1 подключает батарею к зарядному устройству. Инвертирующий вход операционного усилителя DA1 подключен к источнику образцового напряжения, собранному на термокомпенсированном стабилитроне VD5 и резисторах R4 R8, а на неинвертирующий вход подают часть напряжения батареи с делителя на резисторах R1 R3.
Рис. 1. Принципиальная схема приставки к зарядному устройству.
Пиковый детектор, собранный на элементах VD1, R1, С1, уменьшает зависимость напряжения на нижнем по схеме входе DA1 от формы и значения зарядного тока, а также от падения напряжения на проводах, соединяющих зарядное устройство с аккумуляторной батареей. Диод VD1, открываясь тогда, когда напряжение на конденсаторе С1 становится больше напряжения на зажимах батареи, поддерживает напряжение на этом конденсаторе близким к ЭДС в моменты отсутствия пульсирующего зарядного тока.
При достижении заданного уровня ЭДС, устанавливаемого подстроенным резистором R6, напряжение на выходе DA1 скачкообразно увеличивается, включается тиристор VS1 и шунтирует обмотку реле К2, что приводит к отключению контрольного устройства и аккумуляторной батареи от источника зарядного тока. Конденсатор С3 предотвращает ложное включение тиристора из-за переходного процессе при включении устройства кнопкой SB1. Положительная обратная связь через резистор R9 способствует более четкому срабатыванию устройства.
В режиме контроля разрядки к зажимам X1 и Х2 вместо зарядного устройства подключают нагрузку, рассчитанную на разрядный ток около 5 А. Нагрузкой может служить лампа дальнего света от фары автомобиля. Переключатель SA1 переводят в положение «РАЗРЯД».
Входы DA1 меняются ролями для того, чтобы обеспечить срабатывание устройства при уменьшении напряжения на зажимах батареи ниже заданного порога. Порог отключения устанавливают подстроечным резистором R7.
Диод VD2 служит для защиты контрольного устройства от выхода из строя при неправильной полярности подключения зарядного устройства.
Настройка устройства
Для налаживания контрольного устройства следует подключить к зажимам Х3 и Х4 источник питания с регулируемым напряжением, оставив зажимы X1 и Х2 свободными. По погасанию контрольной лампы HL1 установить соответственно переменными резисторами R6 и R8 пороги отключения: 14,2 В - в положении «ЗАРЯД» и 11,5 В - в положении «РАЗРЯД» переключателя SА1.
Следует убедиться в отсутствии паразитного самовозбуждения DA1. Если оно обнаружено, необходимо дополнить устройство типовыми цепями коррекции ОУ или ввести отрицательную обратную связь по переменному току, включив конденсатор между выходом ОУ и его инвертирующим входом (ёмкость конденсатора определяют экспериментально).
Проводники, подключающие устройство к батарее, должны быть минимальной длины и большого сечения (не менее 2мм^2). Подводящие проводники устройства следует подключать непосредственно к выводам батареи.
Детали
В устройстве вместо К553УД2 могут быть использованы операционные усилители К140УД6, К153УД2. Для получения высокой стабильности работы следует использовать проволочные подстроенные резисторы, например, СП5-2, СП5-16.
Диоды Д219А можно заменить на Д220, КД504, КД105, а тиристор КУ101А - на любой из этой серии, а также серий Д235, КУ201. В качестве реле К1 можно использовать автомобильное реле, контакты которого допускают коммутацию тока силой 6 А. Реле К2 - РЭС10, РЭС15, РЭС49 или любое другое маломощное реле с током срабатывания не более 40 мА при напряжении 6 8 В.
Источник: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. И., Зарядные и пуско-зарядные устройства, Выпуск 2.