Автоматичний зарядний пристрій акумуляторних батарей

Реферат: UA 96164 U UA 96164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний зарядний пристрій (ЗП) належить до систем автоматичного зарядного пристрою акумуляторних батарей АКБ і може бути використаний для зарядки АКБ в промисловості, де користуються акумуляторами, - це гаражі, АТС та ін., а також в промисловому масштабі випуску таких зарядних пристроїв. Прилади, що випускаються для зарядки різного виду АКБ, широко відомі і згадуються в різній літературі, як у промислових зразках, так і радіоаматорських журналах і брошурах: Журнали "РАДІО" - № 5-1992 р., стор. 36; № 7-1994 р., стор. 44; № 12. 2000 р., стор. 33; № 8. - 2010 р., стор 42. Збірники "На допомогу радіоаматору" № 94, стор. 3.; № 96, стор 61. Ряду опублікованих схем притаманні такі недоліки: Процес зарядки необхідно постійно контролювати людиною. Не завжди є така можливість. Тому найчастіше або систематично недозаряджають батареї, або перезаряджають їх, що звичайно також не продовжує їх термін служби. Одні ЗП зібрані по складних, хитромудрих схемах, які важко повторити і налаштувати, в інших - найбільш простих - використовується набір з 3-6 конденсаторів різної ємності для регулювання струму зарядки. Включені вони послідовно з первинною обмоткою трансформатора - значить повинні бути розраховані на 400 В, а це габарити. Основний недолік цих схем - не можна включати без навантаження, інакше станеться пожежа! Інші схеми ЗП зобов'язують постійно стежити за процесом зарядки, зменшуючи струм зарядки, щоб не википав електроліт, або збільшуючи струм, щоб повністю зарядити АКБ. Треті не забезпечують автоматичне відключення при повністю зарядженій АКБ. Четверті - не включають ЗП на зарядку при зниженні напруги на АКБ менше 12 В. Впливають також фактори як пропажа мережі, перенапруження в мережі, вихід з ладу ЗП при неправильному підключенні полярності АКБ до ЗП, відсутність індикатора фактичного часу зарядки, відсутність контролю кінцевого напруги батарей для зарядки. Відсутність витяжки гарячого повітря від регулюючих елементів схеми ЗП, що підвищує його надійність в роботі і забезпечує безпеку в пожежному відношенні. За основу була взята схема прототипу, що підходить до поставленого завдання. Див. Фіг. 1 - опублікована вона в журналі "Радіоаматор" - № 10. - 1998 р., cтop. 30, 31. З огляду на те, що і дана схема не забезпечує повного автоматичного і безпечного процесу зарядки, без участі людини, була створена вдосконалена схема з великою зручністю в користуванні. В основу створення ЗП поставлена задача зібрати автоматичний пристрій без контролю процесу зарядки за ним людиною, з урахуванням всіх перерахованих недоліків попередніх схем ЗП, тобто з введенням автоматики відключення, щоб запобігти загорянню ЗП від перенапруги в мережі в процесі зарядки, щоб не влаштувати пожежу в гаражі. Введенням схеми автоматичного контролю і відключення кінцевої напруги зарядки, автоматичного його включення при розрядці до 12,6 В. Щоб не боявся короткого замикання вихідних клем ЗП для підвищення довговічності експлуатації АКБ. Щоб зарядка здійснювалася в двох режимах - з "ДЕСУЛЬФАТАЦІЯ" і без неї, коли треба швидко зарядити АКБ. Відрізняється корисна модель від прототипу тим, що в зарядний пристрій додані схеми автоматики та сигналізації див. Фіг. 2. СХЕМА ЗАХИСТУ ВІД ПЕРЕВИЩЕННЯ МЕРЕЖІ. РЕЛЕ ВИТРИМКИ ЧАСУ ВКЛЮЧЕННЯ. Електричні вентилятори - охолодження ЗП. СХЕМА ВКЛЮЧЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ГОДИН. Блокувальні РЕЛЕ-при пропажі мережі. СИГНАЛІЗАТОР ВКЛЮЧЕННЯ ЗП В МЕРЕЖУ. СИГНАЛІЗАТОР перегорання запобіжників. Тому пропоноване ЗП можна вважати таким, що відповідає всім критеріям новизни і дійсно необхідних вимог, яким має відповідати сучасний автоматичний зарядний пристрій. Поставлена задача в заявленому технічному рішенні - виконана. Принципова схема ЗП представлена на Фіг. 3, список деталей у Таблиці РОБОТА ПРИСТРОЮ. Випрямна частина: При підключенні АКБ до затискачів ЗП напруга мережі 220 в подається через запобіжник ПР-2, контакти реле Р2/2, контакти Р3/3, семістора (V/S) на первинну обмотку трансформатора. З вторинної обмотки змінна напруга 21 В випрямляється діодом Д19 і через баластний резистор R23 опором 1,5 Ом та контакти Р1/1 надходить на клему «+» батареї. Контроль напруги ведеться вольтметром = 15 в. Схема контролю і управління зарядкою: - Призначена для включення ЗП в мережу при під'єднанні АКБ до вихідних затискачів ЗП, автоматично контролювати процес зарядки до напруги 15 В. (0,5 В падає на опорі з'єднувальних проводів АКБ-ЗП) і відключати ЗП при досягненні = 15 В. При розрядці АКБ до 12,6 В - включати ЗП на зарядку. Горить зелений світлодіод "ЗАРЯДКА" - Д12. Необхідною умовою для роботи схеми - наявність пульсуючої напруги на виході ЗП. Така напруга виходить з випрямлячем без згладжуючого конденсатора. Вузол керування містить тригер Шмідта на транзисторах VT1, VT2. База VT2 підключена до движка підстроювального резистора R14, яким встановлюють поріг перемикання тригера при напрузі на вольтметрі = 15 в. Тригер Шмідта з гістерезисом близько 2,4 В. Гістерезис перемикання (різниця між верхнім і нижнім порогами перемикання) залежить в основному від Д13, 14 і R14, 15, 19, і переходу Б-Е транзистора VT2. Транзистор VT1 при напрузі АКБ = 12 В включається (загоряється зелений світлодіод - Д12) і через оптоелектронний прилад (О/Т) включає семістор (V/S). Місток Д11 1 UA 96164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 забезпечує включення семістора на обох півхвилях мережевої напруги і нормальну роботу трансформатора. Тумблер ВК2-служить для включення режиму "постійно". Схема десульфатації: - для заряду асиметричним струмом - сприяє розчиненню Кристалів сульфіту свинцю. В схему входить R24, 25, діод Д20, тумблер ВКЗ. При включенні тумблера - на негативній півхвилі - відбувається частковий розряд батареї за рахунок протікання струму через навантажувальний резистор R25. Білий світлодіод Д20 - індицирує включення режиму "ДЕСУЛЬФАТАЦІЯ". Схема захисту від перевищення напруги мережі: При перевищенні в мережі більше 235-240 В включається дана схема, до якої входять резистори R3, 5, 7, 8, 9, діоди Д3, 6, 8, 9, 10, Конденсатор С1, реле Р2, тиристор T/S. Позитивні півхвилі мережевої напруги, випрямлені діодом Д3, через R3, обмотку Р2 надходять на анод тиристора T/S, а випрямленої діодом Д8 - через R7, 8, 9 і стабілітрони Д9, 10 - на керуючий електрод тиристора. Поки напруга мережі не перевищує норму, напруга на движку R9 виявляється недостатнім для відкривання стабілітронів і тиристора. У разі підвищення напруги мережі заздалегідь встановленого значення на движку R9 виявиться достатнім для відкривання стабілітронів і тиристора-реле Р2 при цьому спрацює і контактами Р2/2 (Р2/3) відключить ЗП від мережі. Контакти Р2/1 включать червоний світлодіод Д6 - "перевищення" - Π, сигналізуючи про небезпечну ситуацію. Контактами Р2/4 підключає "РЕЛЕ ЧАСУ" РЧ, в яке входить: випрямляч С2, 3, діоди Д15, 16, 17, резистор R12. Саме РЧ: конденсатор С4, резистори R16, 17, 18, транзистор VT3, реле Р3, діод Д18. Реле часу, спрацювавши, контактами Р3/2 запускає себе, Р3/3 - дублює відключення ЗП від мережі. Якщо в цей час напруга мережі прийде в норму, поки не розрядиться С4, - ЗП буде відключено на час 2-3 хв. Вимикаючи на цей проміжок часу повторні коливання мережі більше 220В, С1 - згладжує пульсації випрямленої напруги. Спрацьовуючи, реле Р2 своїми контактами замикає R7, тому напруга на движку R9 стрибком збільшується. Це зроблено для того, щоб пристрій прийняв початковий стан при меншій мережевій напрузі, ніж спрацював. Тим самим виключається можливість його нестійкої роботи при напрузі, близькій до граничного значення реле часу. Як тільки мережева напруга знову опиниться в нормі, тиристор одразу закриється, реле знеструмиться і своїми контактами Р2/2 (Р2/3) відновить ланцюг підключення ЗП до мережі. Але тому РЧ буде витримувати 2-3 хв. можливого коливання в мережі, остаточне під'єднання до мережі відбудеться після закінчення роботи реле часу і замикання контактів Р3/3. Реле Ρ1 - включено постійно і своїми контактами розриває ланцюг АКБ-ЗП, т.ч. запобігаючи розряду АКБ на час зникнення мережі через ЗП. Р21 - для полегшення постійної роботи реле під час зарядки. Горіння жовтого світлодіода Д4 "норма мережі" - свідчить, що вилка ЗП вставлена в розетку і на ЗП подається мережа. Зроблено це для того, щоб після зарядки АКБ не забувати вийняти вилку з розетки! Вентилятор охолодження, реле Р1 і випрямляч з електричними годинниками підключені до первинної обмотки трансформатора і відповідно працюють тільки тоді, коли йде зарядка батареї. У всіх інших випадках вони відключені. R20 і R21 - служать для полегшення роботи вентилятора і реле Р1, Діод Д24 - для того, щоб при помилковому підключенні проводів АКБ до ЗП і натисненні на кнопку "контролю напруги" - не вивести з ладу вольтметр. Світіння червоного світлодіода Д2 означатиме перегорання запобіжника ПР-2А. 2 UA 96164 U Таблиця ДЕТАЛІ Позиційне позначення R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8 ПР Т Позиційне позначення Д1 Д2 Д3 Д4 Д5 Д6 Д7 Д8 Д9 Д10 Д11 Д12 Д13 Д14 Д15 Д16 Д17 Д18 Д19 Д20 Д21 Д22 Д23 Д24 T/S V/S О/Т Тип та номінал деталей МЛТ - 120 Ом - 0,5вт МЛТ - 56к - 0,5 вт ПЕВ - 3к -15 вт МЛТ - 91к - 1 вт МЛТ - 10к - 0,5 вт МЛТ - 56 к -0,5 вт СПО - 22 к МЛТ - 100 к - 0,5 вт СПО- 47 к МЛТ- 560 Ом- 0,5 вт МЛТ - 5,6к -0,25 вт ПЕВ - 2к -10 вт МЛТ - 1 к - 0,25 вт МН.ОБОР. - 10 к МЛТ - 1 к - 0,25 вт СПО - 470 к МЛТ - 1,5 к -0,25 вт МЛТ - 16 к -0,25 вт МЛТ - 200 Ом -0,5 вт ПЕВ - 3,6к - 10 вт МЛТ - 2 к - 2 вт МЛТ - 2 к - 2 вт ДРОТЯНИЙ ОПІР - 1,5 ом МЛТ - 560 Ом - 0,25 вт ПЕВ - 28 Ом -15 вт К50-6-10,0160 в МБГО-2 2мк - 400 в К50-6-10,0400 в К50-6 2т.мк. 35 в МБГО-2 0,5мк 400 в МЫ О-2 0,5мк 400 в К50-6 10,0400 в От Ιт.пф до 470 т.пф 2А ЖИГУЛІВСЬКІ VT1 VT2 VT3 Μ P1 Р2 Р3 Тип та номінал деталей КД-105 СВ.ДІОД-ЧЕРВОНИЙ Д-226 СВ.ДІОД-ЖОВТИЙ КД-105 СВ.ДІОД-ЧЕРВОНИЙ КД-105 Д-226 КС-930 КС-680 КС-407 СВ.ДІОД-ЗЕЛЕНИЙ КД-522 КД-522 КД-226 КД-226 Д-816А КД-105 Д-242 СВ.ДІОД-БІЛИЙ Д226 Д-226 Д-814Д Д-7 КУ-202Н КУ-208Г МОС3041 (АОУ103В) КТ-315 КТ-315 КТ-815-817 ТС7063Н002 РПУ-ОУХЛ4-220 в Р21-110 в = струму РПУ-ОУХЛ-24 в ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Автоматичний зарядний пристрій акумуляторних батарей, що складається з: випрямляча понижуючого трансформатора, випрямного діода, баластного опору і блока контролю та управління, який відрізняється тим, що містить схему контролю за перевищенням напруги в мережі, схему витримки часу включення зарядного пристрою (ЗП), реле відключення батареї, вентилятор, електричний годинник, а також схему індикації для підвищення зручності експлуатації. 3 UA 96164 U 4 UA 96164 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5