Автомат для дозарядки АБ

Министерство образования РФ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Электроника и схемотехника»

на тему: «Автомат для дозарядки АБ»

                                                                                 Выполнил:

Астафьев М. А.

Руководитель:

Гурьева Л. В.

Тюмень

2004

Реферат

Данный отчёт содержит 20 страниц, 2 таблицы, 4 рисунка и один чертёж, выполненный на отдельном листе формата А3. Для его создания были использованы 5 источников литературы.

В данном отчёте рассматривается устройство, предназначенное для  дозарядки и полной зарядки аккумуляторных батарей. Цель отчёта - исследовать  устройство и принцип работы  с подробным описанием назначения каждого элемента схемы.

Перечень ключевых слов, использованных при написании отчёта, включает в себя следующие понятия: БЛОК ПИТАНИЯ, РЕЛЕ, СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР, ТАЙМЕР, КОМПОРАТОР, УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ РЕЛЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат. 2

Введение. 4

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 5

2. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ.. 8

3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ.. 10

4. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ. 16

5. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ.. 17

Заключение. 18

Список используемых источников. 19

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Принципиальная схема. 20

Введение

В настоящее время радиотехника и радиоэлектроника рассматриваются как сугубо практические дисциплины, призванные решать бытовые проблемы современного общества.

Поэтому в данной работе рассматривается автомат для дозарядки АБ, необходимый автомобилисту в подержании полной заряженности аккумуляторной батареи при эксплуатации. Автоматы для дозарядки АБ широко используется среди любителей и профессиональных автомобилистов.

Существует большое количество  автоматических зарядных устройств в продаже и описанных в радиолюбительской литературе, но они прекращают зарядку батареи либо по истечению определенного времени, либо по достижении на клеммах батареи определенного (порогового) значения напряжения. В рамках этих функциональных особенностей автоматов и других факторов (природные условия, состоянии батареи) не удается произвести качественную дозарядку аккумуляторных батарей.       

Имеются другие, более надежные признаки получения АБ полного заря­да. Это прекращение (при постоянстве величины зарядного тока) роста напря­жения на клеммах батареи, а также прекращение увеличения плотности электролита.

Практика показывает, что с достаточ­ной точностью можно ограничиться одним из этих признаков, т.е. контро­лем за ростом напряжения на батарее, и при его прекращении и постоянстве величины напряжения в течение определенного времени выключать заряд­ное устройство.

Конечно, зарядное устройство, ис­пользующее этот принцип, более слож­но, чем простой пороговый автомат, однако его преимущества очевидны.

1.    ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Большая часть деталей устройства размещена на печатной плате размера­ми 75x100 мм (рис.1.1), выполненной из одностороннего фольгированного стек­лотекстолита толщиной 1,5 мм. Плата, трансформатор Т1, реле К1 и конденса­тор С1 с резистором R1 смонтированы на П-образном шасси из дюралюминия толщиной 2 мм, размерами 20x90x215 мм. Диоды VD1 ...VD4 размещены в основании шасси на отдельных небольших радиаторах с поверхностью охлаждения каждого 10 см2. Кнопка SB1, светодиоды НL1, HL2 пре­дохранители FU1, FU2 и клеммы XI, Х2 вынесены на лицевую панель размерами 95x110x220 мм, выполненную из дюралю­миния толщиной 2 мм. В шасси устрой­ства и верхней части задней стенки кор­пуса просверлены отверстия 05 мм для циркуляции воздуха.

Рис 1.1

Все постоянные резисторы, использу­емые в зарядном устройстве — МЛТ, а подстроенные (R19, R22) —СПЗ-38. Ре­зисторы матрицы (R11...R18) желатель­но подобрать так, чтобы сопротивления двух соседних резисторов отличались друг от друга ровно в два раза. Если такой возможности  нет, можно обойтись и без подбора ре­зисторов, однако в этом случае, возмож­но, не будет обеспечена равномерность изменения напряжения на выходе мат­рицы, что, впрочем, мало повлияет на работу устройства в целом. Резисторы с сопротивлениями, выходящими из стандартного ряда (R12, R17, R18), мож­но составить из двух последовательно включенных резисторов стандартных номиналов.

Конденсатор С1 — типа МБГЧ с но­минальным напряжением 250 В. При использовании металлобумажных кон­денсаторов других типов (МБГО, МБГП и др.) их номинальное напряжение дол­жно быть не менее 400.. .500 В. Конден­сатор С2 — К50-29, СЗ — К52-1 Б, С4 — К53-4, остальные конденсаторы — КМ-5 или КМ-6. Вообще, устройство некритич­но к выбору элементов. Так, в качестве С2...С4 могут быть использованы оксид­ные конденсаторы любых типов, подхо­дящие по емкости и номинальному на­пряжению.

Стабилизатор напряжения 78L09 (DA1) можно заменить любым отече­ственным микросхемным стабилизато­ром напряжения на 9 В, например КР1157ЕН902. В качестве DA2 можно использовать компаратор К521САЗ, од­нако это потребует изменения трасси­ровки печатной платы.

Диоды выпрямительного моста VD1...VD4 должны допускать прямой ток не менее 2 А. В случае, когда не исклю­чаются ошибочные подключения акку­муляторной батареи в обратной поляр­ности, лучше применить диоды с неко­торым запасом по допускаемому прямо­му току, особенно в импульсе. Можно порекомендовать диоды серии КД206, КД213.

Диоды КД106А (VD5, VD6) можно заме­нить диодами серий КД105, Д226, Д237; остальные —диодами серий Д220, Д223, Д311, Д312. Вместо стабилитрона КС522А (VD8) можно применить КС220Ж или два последовательно включенных стабилит­рона Д814В.

В качестве VT1 можно применить лю­бой маломощный n-p-n транзистор с постоянным напряжением коллектор-эмиттер не менее 30 В и коэффициен­том передачи тока базы более 40. По­дойдут транзисторы указанной на схе­ме серии КТ3102 с любым буквенным индексом кроме Г и Е, КТ315Г, КТ312В. Вместо КТ608Б можно применить тран­зисторы из серий КТ503, КТ807.

В устройстве использовано реле РКМП, с сопротивлением обмотки 600 Ом и током срабатывания 20 мА.

Можно использовать любое реле с одной группой нормально разомкнутых контак­тов, допускающих коммутацию перемен­ного напряжения 220 В, с коммутируемым током не менее 0,3 А. Реле должно на­дежно срабатывать при напряжении не более 12 В и токе 20..40 мА. Подойдут реле РЭС22. При­менимы реле РЭС6, у которых неиспользуемую группу кон­тактов желательно немного отогнуть для уменьшения тока срабатывания.

Кнопка SB1 — КМ1, КМ2-1. В качестве предохранителей FU1, FU2 желательно использовать быстродействующие плавкие вставки ВПЗТ-2, которые мож­но заменить на ВП1.

В зарядном устройстве применен унифицированный трансформатор ТПП277-127/220-50 с номинальной мощностью 72 Вт и током вторичных

обмоток 3,2 А. Можно применить и дру­гие унифицированные трансформаторы, рассчитанные на работу от сети часто­той 50 Гц и напряжением 127/220 В: ТПП280, ТПП281, ТПП282, ТН52, ТН53, ТН54, ТН56, ТН57. Если устройство предназначается только для работы с аккумуляторной батареей 6СТ-55, то при зарядном токе 2,75 А подойдет также трансформатор ТН49-127/220-50. Схе­мы включения трансформаторов приве­дены на рис.1.2.

Рис. 1.2.

Правильно собранное устройство на­лаживания не требует. Следует лишь установить необходимые уровни напря­жений на входах компаратора. Для это­го устанавливают движки резисторов R19 и R22 в нижнее по схеме положе­ние. Подключают к клеммам Х1 и Х2 аккумуляторную батарею, включают ус­тройство в сеть, нажимают кнопку SB1 и убеждаются в срабатывании реле К1.

Измеряют напряжение на клемме Х1. Затем, подключив вольтметр к верхнему по схеме выведу резистора R22, передви­гают его движок до тех пор, пока вольт­метр не покажет величину напряжения, равную 0,45 напряжения на Х1. После это­го вольтметр подключают к выходу резистивной матрицы (общей точке соедине­ния резисторов R11...R18) и резистором R19 устанавливают напряжение 5,0 В.

При такой регулировке диапазон кон­тролируемого напряжения на заряжае­мой аккумуляторной батарее составля­ет (с учетом допустимых соотношений входных напряжений компаратора и на­пряжения питания) от 11,1 до 17,3 В, что вполне достаточно для выбранной ве­личины зарядного тока. Следует иметь в виду, что падение напряжения на про­водах, соединяющих устройство с акку­муляторной батареей, не должно превы­шать величины 1 В.

В заключение производят, в случае необходимости, регулировку зарядного тока подбором емкости конденсатора С1, которую выполняют подключением к его выводам подходящих по номиналь­ному напряжению конденсаторов емко­стью 0,5...1 мк.

                  2. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

Функциональная схема устройства представлена на рисунке 2.1.

Функциональная схема автомата для дозарядки АБ

Рис. 2.1

·        Блок питания:

Блок питания подает напряжение на аккумуляторную батарею и стабилизатор напряжения.

·        Стабилизатор напряжения:

Обеспечивает питанием цифровую часть устройства.

·        Формирователь прямоугольных импульсов:

Формирует импульсы с частотой 50 Гц.

·        Управляемый генератор:

Образует ступенчато возрастающего напряжения, используемого в качестве опорного для компаратора.

·        Компаратор:

Сравнивает опорное напряжение с напряжением на аккумуляторных клеммах.

·        Таймер:

Определяет периодичность контроля за ростом напряжения на заряжаемой аккумуляторной батареи.

·        Узел управления реле:

Вырабатывает сигнал на выключение устройства при постоянстве напряжения на батарее в течение заданного времени.

·        Реле:

Отключает устройство от сети 220 вольт.

3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

На срок службы автомобильной ак­кумуляторной батареи (АБ) значитель­ное влияние оказывает степень ее заряженности. Желательно, чтобы боль­шую часть времени батарея была пол­ностью заряжена. В процессе эксплуа­тации обычно наблюдаются колебания степени заряженности АБ около некото­рого среднего значения, называемого установившейся степенью заряженнос­ти. Ее величина зависит от многих факторов. Следует отметить, что зимой установившаяся степень заряженности, как правило, значительно ниже, чем ле­том. Низкая степень заряженности в ус­ловиях холодного климата является главной причиной интенсивного "оплы­вания" активной массы с электродов аккумуляторной батареи и сокращения ее срока службы.

Возникает необходимость в заряд­ном устройстве, с помощью которого за то время, пока автомобиль находит­ся в гараже (в большинстве случаев за ночь), можно было бы довести степень заряженности аккумуляторной батареи до полной.

Вполне закономерен вопрос: "Поче­му нельзя использовать для этой цели, существующие автоматические заряд­ные устройства?"

Страницы: 1, 2