Зарядные устройства: аккумуляторные батареи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Зарядные устройства

1.1 Правила эксплуатации АКБ

1.2 Методы дозарядки АКБ

1.2.1 Метод заряда током постоянной силы

1.2.2 Метод заряда при постоянном напряжении

1.2.3 Форсированный метод заряда

1.2.4 Метод подзаряда малым током

1.2.5 Автоматический метод заряда

1.3 Типы зарядных устройств

1.3.1 Зарядно-пусковое ЗУ

1.3.2 Зарядно-предпусковое ЗУ

1.4 Выбор структурной схемы ЗУ

1.4.1 Схема ограничителя тока на балластных конденсаторах

1.4.2 Трансформатор

1.4.3 Выпрямители

1.4.4 Схема автоматики ЗУ

1.4.5 Схема защиты от неправильного подключения полюсов аккумулятора и измерений

2. Расчет элементов автомата для дозарядки

2.1 Состав и работа автомата

2.2 Расчет элементов автомата

3. Конструкция автомата для дозарядки АКБ

3.1 Разработка печатной платы

3.2 Выбор трансформатора

3.3 Настройка и подготовка к работе автомата для дозарядки АКБ

Заключение

Список литературы



1. Зарядные устройства

1.1 Правила эксплуатации АКБ

Подготовка сухозаряженной АКБ к работе. Для приведения сухозаряженной АКБ в рабочее состоя ние следует удостовериться в целостности корпуса, крышек, полюсных выводов, герметизиру ющих элементов. Очистить батарею от пыли и грязи, разгерметизировать ее. Для этого в за висимости от конструкции аккумуляторных крышек: вывернуть вентиляционные пробки, сре зать выступы вентиляционных отверстий на пробках или снять с пробок герметизирующую пленку или удалить укупорочные стержни в штуцерах для автоматической регулировки уровня электролита, залить в АКБ электролит. Для умеренного климата температура электролита, заливаемого в АКБ, не должна превышать плюс 25 °С, для южных районов - не более плюс 30 °С. Не рекомендуется заливать АКБ электролитом с температурой ниже плюс 15 °С. Плотность за ливаемого электролита должна соответствовать климатическим условиям эксплуатации АКБ согласно приложению 4.

Приготовить электролит с использованием аккумуляторной серной кислоты и дистиллирован ной воды, отвечающих требованиям технических нормативных правовых актов. Электролит требуемой плотности можно приготовить из концентрированной серной кислоты плотностью 1,83 г/см ³ или электролита плотностью 1,40 г/см ³ . Второй способ предпочтительнее первог о, так как приготовление электролита в этом случае сопровождается меньшим выделением тепла и, следовательно, требует меньше времени. В зависимости от плотности приготовляе мого электролита промежуточный раствор надо разбавлять водой в пропорциях согласно при ложению 5. Для приготовления одного литра электролита требуемой плотности могут быть использованы пропорции составляющих величин согласно приложению 5. В настоящее время предпочтение отдается готовым электролитам соответствующих расфасовок. Необходимое количество электролита для различных АКБ приведено в приложении 6.

Электролит в АКБ необходимо заливать тонкой струйкой с помощью фарфоровой или эбонито вой кружки и стеклянной воронки или специального приспособления до тех пор, пока зеркало электролита не коснется тубуса горловины, а при отсутствии тубуса заливать до уровня на 10-15 мм выше предохранительного щитка. Не раньше, чем через 20 минут, и не позже, чем че рез 2 часа, после заливки электролитом необходимо произвести замер плотности электролита. Если плотность понизилась не более чем на 0,03 г/см ³ , то батарея может эксплуатировать ся сразу. Если плотность электролита понизилась более чем на 0,03 г/см ³ , то такие батареи надо зарядить.

При необходимости срочного ввода в эксплуатацию сухозаряженных АКБ допускается устанав ливать их на автомобили без проверки плотности электролита после 20 минут пропитки, если срок сухого хранения батареи не превышает 1 года, а температура батареи, заливаемого электролита и окружающего воздуха не ниже плюс 15 °С.

Если срок хранения АКБ был больше года, то необходимо проверить плотность электролита. Если она понизилась более чем на 0,03 г/см ³ , то батарею следует подзарядить.

При приведении в действие АКБ, хранившихся без электролита более установлен ных инструкциями сроков, они должны быть подвергнуты подзарядке.

1.2 Методы дозарядки АКБ

1.2.1 Метод заряда током постоянной силы

Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом - 1/10 Ср (где Ср - номинальная емкость АКБ) Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность - при совсем низком токе батарея просто не "закипит", к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея "закипит" значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%

К недостаткам данного метода относятся: необходимость стабилизации силы тока, обильное газовыделение, возможность повышения температуры. Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1Ср до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.

1.2.2 Метод заряда при постоянном напряжении

Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95% номинальной емкости Недостаток метода - значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда.

Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным. В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля Обычно напряжение источника равно 14,4-15 В.

Есть и неклассические способы.

1.2.3 Форсированный метод заряда

Этот метод применяют для быстрого восстановления работоспособности сильно разряженной батареи. Рекомендуемый режим заряда:



Таблица 1

Сила зарядного тока, А	Время заряда, мин
0,7Ср	30
0,5Ср	45
0,3Ср	90

При повышении температуры заряд прекращают. Недостаток - сокращение срока службы аккумулятора.

1.2.4 Метод подзаряда малым током

Величина тока от 0,03 А до 0,5 А. Используется для компенсации тока саморазряда и поддержания АКБ в заряженном состоянии, также для восстановлени ее емкости в тренировочном цикле.

1.2.5 Автоматический метод заряда

Современный, оптимальный метод заряда батарей, состоящий из двух этапов. На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1Ср, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном напряжении с автоматически уменьшающимся током. Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам. Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита. При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего саморазряд АКБ. В этой стадии режим может длиться неограниченно долго, поддерживая постоянную готовность АКБ при ее 100-процентной степени заряженности. За счет автоматического управления всем процессом данный метод не требует какого-либо контроля.

К главной и наиболее важной для потребителя тенденции относится построение ЗУ с двухступенчатой процедурой заряда, предусматривающей на первом этапе заряд АКБ током постоянной силы, а на втором - заряд при постоянном напряжении. Такие устройства не нуждаются в контроле над процессом. В лучших из ЗУ внедрен и третий этап - режим хранения, при котором напряжение на АКБ снижается до 13,5-13,7 В (оптимальном для длительного хранения) и автоматически устанавливается ток, компенсирующий саморазряд, что позволяет вообще не заботиться о процедуре заряда и хранения.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Необслуживаемые батареи следует заряжать только от ЗУ, имеющих ограничение (стабилизацию) зарядного напряжения 14,5-14,8 В.

Современные ЗУ «Сонар», «Кулон» и им подобные, обеспечивают двух-трех-ступенчатый цикл заряда АКБ. В начале зарядки устанавливается ток около 5А, который будет автоматически снижаться по мере зарядки аккумуляторной батареи, исключая "кипение" электролита (режим поддержания постоянного тока). При полной зарядке аккумуляторной батареи устройство переключается в режим поддержания постоянного напряжения. В этом случае зарядный ток установится равным току собственных потерь аккумуляторной батареи. В этом режиме аккумуляторная батарея может храниться сколь угодно долго, ее можно оставить включенной на зарядку и не беспокоиться о том, что она перезарядится, даже если вы о ней забыли. Конечно, при условии, что ЗУ исправно, иначе и до пожара недалеко.

Наиболее же оптимальным способом зарядки батареи, и это подтверждают результаты проводимых испытаний, является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.

Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.

1.3 Типы зарядных устройств

1.3.1 Зарядно-пусковое ЗУ

Устройства этого типа работают в двух режимах: отдачи максимального тока в пусковом режиме и автоматизированного процесса заряда. Большим минусом ЗУ такого типа считается то, что при подзарядке АКБ требуется полное отключение бортовой сети авто, иначе можно сжечь всю электронику.

1.3.2 Зарядно-предпусковое ЗУ

Устройства этого типа выполняют заряд и подзаряд аккумулятора. Положительным считается тот факт, что ЗУ этого типа можно использовать без отключения, что является очень важным фактором для подзарядки авто с АКПП.

1.4 Выбор структурной схемы ЗУ

Аккумуляторные З. у. применяются для периодической зарядки, непрерывной и прерываемой подзарядки и перезарядки (уравнительной зарядки) аккумуляторных батарей, которые, как правило, предварительно собирают в отдельные группы по признаку равенства ёмкости и силы зарядного тока. В общем виде подобная схема включает в себя: ограничитель тока на баластных конденсаторах, трансформатор. Выпрямитель, схему автоматили ЗУ, схему защиты от неправельного подключения.

Рисунок 1.

1.4.1 Схема ограничителя тока на балластных конденсаторах

В конденсаторном зарядном устройстве регулировка величины и стабилизация силы тока заряда аккумулятора обеспечивается за счет включения последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора Т1 балластных конденсаторов С4-С9. Чем больше емкость конденсатора, тем больший будет ток заряда аккумулятора. Практически это законченный вариант зарядного устройства, можно подключить после диодного моста для зарядки аккумулятор и зарядить его, но надежность такой схемы зарядного устройства очень низкая. Если нарушится контакт с клеммами аккумулятора, то конденсаторы и трансформатор выйдут из строя.

Рисунок 2



Емкость конденсаторов, которая зависит от тока и величины напряжения на вторичной обмотке трансформатора, можно приблизительно определить по формуле, но легче ориентироваться по данным таблицы.

Таблица для выбора емкости конденсаторов в зависимости от требуемой величины тока заряда аккумулятора
Ток заряда аккумулятора, А	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0
Номинал конденсатора, мкF	1,0	3,4	8,0	12,0	16,0	20,0	24,0	28,0	32,0	36,0

Для регулировки, чтобы сократить количество конденсаторов, их можно подключать параллельно группами. У меня переключение осуществляется с помощью двух галетного переключателя, но можно поставить несколько тумблеров.

1.4.2 Трансформатор

Представляет собой статический электромагнитный аппарат,осуществляющий электроэнергии переменного тока в нужное значение по напряжению или току.

Рис. 3. Трансформатор. Условное графическое значение.

Главное достоинство данного устройства заключается в том, что оно обеспечивает гальваническую развязку с первичной сетью, что может сохранить жизнь человеку, а также с его помощью можно увеличить или уменьшить значение напряжения, обычно используют понижающие трансформаторы. Работа трансформатора основанна на электромагнитном взаимодействии двух или нескольких электрически не связанных друг с другом обмоток.



1.4.3 Выпрямители

Электростатическое устройство состоящее из одного или нескольких выпрямительных диодов ,которые выпремляют переменный ток в постоянный импульсный. Подразделя.тся на однофазные и трехфазные, а они в свою очередь делятся на однополупериодные и двуполупериодные, а также существуют мостовые сборки.

Рис. 4. Однополупериодный выпрямитель.

Рис.5. Двуполупериодный выпрямитель.

Рис.6. Двуполупериодный выпрямитель собранный по мостовой схеме.

Рис.7. Трехфазный выпрямитель.



1.4.4 Схема автоматики ЗУ

Для питания операционного усилителя и создания опорного напряжения применена микросхема стабилизатора DA1 типа 142ЕН8Г на 9В. Микросхема это выбрана не случайно. При изменении температуры корпуса микросхемы на 10 градусов, выходное напряжение изменяется не более чем на сотые доли вольта.

Система автоматического отключения зарядки при достижении напряжения 15,6В выполнена на половинке микросхемы А1.1. Вывод 4 микросхемы подключен к делителю напряжения R7, R8 с которого на него подается опорное напряжение 4,5В. Вывод 4 микросхемы подключен к другому делителю на резисторах R4-R6, резистор R5 подстроечный для установки порога срабатывания автомата. Величиной резистора R9 задается порог включения зарядного устройства 12,54В. Благодаря применению диода VD7 и резистора R9, обеспечивается необходимый гистерезис между напряжением включения и отключения заряда аккумулятора.

Рис. 8

1.4.5 Схема защиты от неправильного подключения полюсов аккумулятора и измерений

Защиту от не правильного подключения аккумулятора к выводам зарядного устройства обеспечивает реле Р3. Если аккумулятор подключен не правильно, диод VD13 не пропускает ток, реле обесточено, контакты реле К3.1 разомкнуты и ток не поступает на клеммы аккумулятора. При правильном подключении реле срабатывает, контакты К3.1 замыкаются, и аккумулятор подключается к схеме зарядки. Такую схему защиты от переполюсовки и измерения тока заряда аккумулятора и напряжения при подключении аккумулятора к зарядному устройству можно использовать с любым зарядным устройством, как транзисторным, так и тиристорным.

Рис.9

Благодаря наличию переключателя S3, при зарядке аккумулятора есть возможность контролировать не только величину тока зарядки, но и напряжение. При верхнем положении S3, измеряется ток заряда, при нижнем - напряжение. Если зарядное устройство не подключено к электросети, то вольтметр покажет напряжение аккумулятора, а когда идет зарядка аккумулятора, то напряжение зарядки. В качестве головки применен микроамперметр М24 с электромагнитной системой. R17 шунтирует головку в режиме измерения тока, а R18 служит делителем при измерении напряжения. На сайте есть отдельные статьи, посвященные вопросам измерения напряжения и силы тока.



2. Расчет элементов автомата для дозарядки

2.1 Состав и работа автомата

Работает схема следующим образом. При подключении к зарядному устройству автомобильного аккумулятора, напряжение на клеммах которого меньше 16,5В, на выводе 2 микросхемы А1.1 устанавливается напряжение достаточное для открывания транзистора VT1, транзистор открывается и реле P1 срабатывает, подключая контактами К1.1 к электросети через блок конденсаторов первичную обмотку трансформатора и начинается зарядка аккумулятора. Как только напряжение заряда достигнет 16,5В, напряжение на выходе А1.1 уменьшится до величины, недостаточной для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии. Реле отключится и контакты К1.1 подключат трансформатор через конденсатор дежурного режима С4, при котором ток заряда будет равен 0,5А. В таком состоянии схема зарядного устройства будет находиться, пока напряжение на аккумуляторе не уменьшится до 12,54В. Как только напряжение установится равным 12,54В, опять включится реле и зарядка пойдет заданным током. Предусмотрена возможность, в случае необходимости, переключателем S2 отключить систему автоматического регулирования.

Таким образом, система автоматического слежения за зарядкой аккумулятора, исключит возможность перезаряда аккумулятора. Аккумулятор можно оставить подключенным к включенному зарядному устройству хоть на целый год. Такой режим актуален для автолюбителей, которые ездят только в летнее время. После окончания сезона автопробега можно подключить аккумулятор к зарядному устройству и выключить только весной. Даже если в электросети пропадет напряжение, при его появлении зарядное устройство продолжит заряжать аккумулятор в штатном режиме. аккумуляторный батарея дозарядка трансформатор

Принцип работы схемы автоматического отключения зарядного устройства в случае превышения напряжения из-за отсутствия нагрузки, собранной на второй половинке операционного усилителя А1.2, такой же. Только порог полного отключения зарядного устройства от питающей сети выбран 19В. Если напряжение зарядки менее 19В, на выходе 8 микросхемы А1.2 напряжение достаточное, для удержания транзистора VT2 в открытом состоянии, при котором на реле P2 подано напряжение. Как только напряжение зарядки превысит 19В, транзистор закроется, реле отпустит контакты К2.1 и подача напряжения на зарядное устройство полностью прекратится. Как только будет подключен аккумулятор, он запитает схему автоматики, и зарядное устройство сразу вернется в рабочее состояние.

Силовой трансформатор Т1 применен типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены последовательно, как показано на схеме. Так как КПД зарядного устройства не менее 0,8 и ток заряда обычно не превышает 6А, то подойдет любой трансформатор мощностью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20В при токе нагрузки до 8А. Если нет готового трансформатора, то можно взять любой подходящий по мощности и намотать новую вторичную обмотку. Рассчитать количество витков можно с помощью специального калькулятора для расчета трансформаторов. Скачать простой калькулятор для расчета параметров трансформаторов мощностью до 500 ватт Вы можете с моего сайта. Программа калькулятора состоит из одного файла 180 КБ и не требует установки, достаточно запустить исполняемый файл и калькулятор готов к расчету.

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10А. VD7, VD11 - любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1А. Светодиод VD1 - любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора - зеленым.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двух полярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.

Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1А. Р3 на напряжение 9-12В и ток коммутации 10А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.

Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5А и 8А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.

2.2 Расчет элементов автомата

Данные зарядного устройства:

1) Определяем сопротивление нагрузки выпрямительного устройства.

2) Находим коэффициент сглаживания фильтра.

где Рвх. - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (для однофазной двухполупериодной схемы выпрямления Рвх.=67%); Рвых. - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке.

3) Произведение значений индуктивности и емкости сглаживающего.

где m - коэффициент, определяемый выбором схемы выпрямления ( m = 1 для однополупериодных схем, m = 2 для двухполупериодных схем);

4) Собственная частота колебаний сглаживающего фильтра

Отсутствие резонансных колебаний на частоте первой гармонике переменной составляющей выпрямленного напряжения в фильтре проверяют из выражения:

Если приведенное условие не выполняется, то произведение Lф Сф необходимо увеличить. Собственная частота колебаний фильтра не должна быть равной или кратной частоте питающей сети.

5) Индуктивность дросселя фильтра.

Дросель Д57-1.2-0.8

где р -- волновое сопротивление фильтра принимаемое обычно равным (0,15-0,25) Rн.

Пользуясь справочной литературой, следует выбрать унифицированный дроссель. В случае необходимости дроссель фильтра может быть рассчитан и изготовлен самостоятельно.

6) Емкость конденсатора фильтра.

Конденсатор выбран на 6800мкф*500В

7) Коэффициент затухания колебаний в фильтре при среднем значении тока в нагрузке

где RB - внутреннее эквивалентное сопротивление выпрямителя. Принимаем ориентировочно RB = 1,5 Ом

8) Максимальное напряжение на конденсаторе фильтра при отключении нагрузки выпрямителя.

Максимальное напряжение на конденсаторе фильтра в любом случае не должно превышать макси- мально допустимое значение напряжения для выбранного типа конденсаторов.

9) Проверка сглаживающего фильтра на индуктивную реакцию для схемы выпрямления.

10) Выбор типа выпрямительного диода для мостовой схемы.

Определяем обратные напряжения на диоде:



Определяем среднее значение тока диода^

В качестве выпрямительного моста будем использовать готовую сборку КЦ405А, его параметры

Uоб = 600 В, Iпр = 1 А, вполне нам подходит.



3. Конструкция автомата для дозарядки АКБ

После того, как все расчеты сделаны, нужно спроектировать печатную плату нашего устройства. Проекти ровать её будем в программе называемой Sprint-layout 6.0. Эта программа специально разработана для про ектировки различных печатных плат. Сама программа показана на рисунке 16.

Рис.10. Программа Sprint-layout 6.0.

В данной программе есть рабочее поле, свойства (где указываются размеры платы, то есть рабочего поля), компоненты, это электрические элементы такие как резистор, конденсатор, микросхема, а также разъ-емы и так далее.

Также в этой программе задается шаг координатной сетки, есть возможность подписывать электриче ские элементы, благодаря чему можно в этой же программе создать сборочный чертёж платы (плата в сбо ре).

Функциональные возможности программы впечатляющие. В ней могут проектироваться как простые пе-чатные платы, так и довольно сложные, такие как двусторонние и многослойные печатные платы.

Данная программа очень полезна при проектировки печатных плат с мелкими деталями, такими как SMD-элементы (мелкие электрические элементы поверхностного монтажа), микроконтроллеры, микропро цессоры. Многие считают, что микроконтроллеры и микропроцессоры это одно и то же устройство. На са мом деле оно так и есть, только они отличны по функциональным возможностям, микропроцессоры гораздо мощнее. Чем микроконтроллеры. А главное достоинство этой программы то, что с её помощью можно за быть о кривых дорожках (линии соединения компонентов), теперь они будут всегда ровные.

Обычно такую программу используют предприятия по производству радиоэлектронного оборудования, а также и те люди, которые проектируют сложные и довольно в мелком масштабе схемы. Данной программой соблюдены все требования по стандартам.

3.1 Разработка печатной платы

Собственно вот наша печатная плата изображена на рисунке 11.

Рис.11. Чертеж печатной платы.

Характеристики платы:

Габариты 160x100мм

Шаг координатной сетки 2,5 мм, вместо 2,54. Объясняется это тем, что расстояние между

Выводами микросхемы DIP-корпуса составляет 2,5 мм

Ширина дорожек 1 мм

Диаметр перемычек 1 мм

3.2 Выбор трансформатора

Определяем габаритную мощность трансформатора

Находим действующее напряжение вторичной обмотки

Действующее значение тока вторичной обмотки будет равно номинальному току в нагрузке 0,5 А.

Коэффициент трансформации

Нам подходит унифицированный трансформатор.

Тип ТН-61-127/220-50

Характеристики:

Сердечник: ШЛ25х40

Мощность: 190 Вт

Ток первичной обмотки: 1,66/0,95 А

Масса: 3,3 кг

Таблица 3. Электрические параметры трансформатора типа Н-61-127/220-50

Выводы обмоток	Напряжение, В	Допустимый ток, А
7-8	6.3	6.1
9-10	6.6	8.0
11-12(13)	5(6.3)	8.0
14-15(16)	5(6.3	8.0

Трансформаторы ТН61 на 220 В выпускаются начиная с 1979 г. (обозначаются какТН61-220-50), они имеют одну первичную обмотку и такую же нумерацию выводов, как у трансформаторов на 127/220 В.

Электрические параметры, габаритные и установочные размеры, а также масса трансформаторов ТН61 на 220 В такие же, как у соответствующих трансформаторов ТН61 на 127/220 В.

Напряжение на отводах первичных обмоток трансформаторов ТН61 на 127/220 В составляют:

· между выводами 1 и 1а, 4 и 4а - 3,2 В;

· между выводами 1 и 1б, 4 и 4б - 6,3 В;

· между выводами 1 и 2, 4 и 5 - 110 В;

· между выводами 1 и 3, 4 и 6 - 127 В.

При использовании трансформаторов ТН61-127/220 на 127 В необходимо:

· соединить выводы 1 и 4, а также 3 и 6;

· подать напряжение 127 В на выводы 1 и 3.

При использовании трансформаторов ТН61-127/220 на 220 В необходимо:

· соединить выводы 2 и 4;

· подать напряжение 220 В на выводы 1 и 5.

Рис12. Электрическая принципиальная схема накального трансформатора ТН61-127/220-50

Рис.13. Электрическая принципиальная схема накального трансформатора ТН61-220-50

В трансформаторах ТН61 возможно параллельное согласное соединение вторичных обмоток для увеличения их нагрузочной способности.

Для получения выходных напряжений, больших чем 6,3 В, вторичные накальные обмотки можно соединять последователь в согласном включении. При последовательном согласном включении обмоток с разными допустимыми токами ток через обмотки не должен превышать минимального допустимого.



Рис.14.. Конструкция накального трансформатора ТН61-127/220-50 и ТН61-220-50

Так как ток в обмотках одинаковый и даже с запасом, то данный трансформатор нас устраивает по всем параметрам.

Суммарное напряжение определяется так

6.3+6.6+6.6+6.6= 26.1 [В]

В качестве выпрямительного моста будем использовать готовую сборку КЦ405А, его параметры

Uоб = 600 В, Iпр = 1 А, вполне нам подходит.

3.3 Настройка и подготовка к работе автомата для дозарядки АКБ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Останется только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккумулятора будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить непосредственно при зарядке аккумулятора. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого понадобиться блок питания постоянного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в пределах от 10 до 20В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1А. Из измерительных приборов понадобиться любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр рассчитанный на измерение постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20В.



Заключение

В данном курсовом проекте была представлена схема автомата для дозарядки аккумуляторных батарей.

Далее описывалась их схема и принцип действия, мною также был выбран автомат для дозарядки аккумуляторных батарей, проведены расчётные работы по составляющим автоматом, выполнен чертёж печатной платы, а также выбран соответствующий трансформатор.

Рекомендую изготавливать печатную плату субтрактивным методом, то есть избавлением от лиш него слоя меди путем травления в растворе хлорного железа. Сам процесс изготовления называется ЛУТ - Лазерно - Утюжная Технология. Распечатываем чертёж печатной платы на глянцевой бумаге ла зерным принтером заправленный тонером. Далее берем утюг, кладем бумагу дорожками соприкасаясь со

слоем меди, и проводим утюгом. Далее ждем когда плата остынет и кладем в воду, ждем пока не отмок нет бумага. Дорожки готовы, осталось нанести лак специальным маркером или при достаточном опыте сразу протравить плату, далее облудить дорожки и напаять элементы. Печатная плата готова.

Составление курсовой работы проходило в соответствии с источником [2].

Оформление курсовой работы происходило в соответствии с источником [3].



Список литературы

1. Семьян А. П. 500 схем для радиолюбителей. Источники питания/Семьян А. П. - СПб Наука и Техни ка, 2005 - 408 с.

2. Жукова Г. А. Курсовое и дипломное проектирование по низковольтным электрическим аппаратам:

Учебное пособие для техникумов./Жукова Г. А., Жуков В. П. - М.: Высшая школа, 1987. - 160 с.: ил.

3. ГОСТ 7.53 - 2001. Издание. Международная стандартная нумерация книг. М. : Издательство стан дартов, 2002. - 3 с.

4. http://dssp.petrsu.ru/d/students/html/2005/belova/texts/2_4.htm

5. http://do.gendocs.ru/docs/index-79983.html

6. http://litagents.ru/sprav/chokes/D8.html

7. http://www.radiolibrary.ru/reference/transformers-tpp/TPP250.html

8. http://domasniyelektromaster.ru/prakticheskie-primery/kak-rasschitat-transformator-22036-volt/

Размещено на Allbest.ru

...