реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Автомат для дозарядки АБ

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.

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.

[pic]

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?"

Дело в том, что большинство имеющихся в продаже или описанных в

радиолюбительской литературе автоматических зарядных устройств прекращают

зарядку батареи либо по истечении определенного времени (10... 12 часов),

либо по достижении на клеммах батареи определенного (порогового) значения

напряжения.

Первые предназначены в основном для проведения полного цикла зарядки

батареи от нулевой степени заряженности. Что касается вторых, то известно,

что величина порогового напряжения зависит от целого ряда факторов:

"возраста" батареи, величины зарядного тока, плотности электролита, его

температуры и т.д.

Например, при неизменном зарядном токе, одной и той же величине

напряжения на клеммах аккумуляторной батареи будет соответствовать 50% ее

заряженности при температуре электролита -10.°С и 95% заряженности при

температуре электролита +30°С.

С целью исключения несрабатывания устройства автоматического отключения,

устанавливается заведомо заниженная величина порогового напряжения (как

правило, в пределах 14,3...14,5 В). Однако даже при зарядном токе, численно

равном 0,05 емкости батареи, напряжение на ее клеммах при полном заряде

может достигать величины 15,9...16,2. В. В результате аккумуляторная

батарея остается не дозаряженной в течение всего времени эксплуатации, что

приводит к необратимой сульфитации электродов и сокращению ее срока службы.

Существуют 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 не менее двух

часов выключать зарядное устройство.

Конечно, зарядное устройство, использующее этот принцип, более сложно,

чем простой пороговый автомат, однако его преимущества очевидны.

Исключается возможность не отключения устройства от сети из-за установки

повышенного значения "порога", а также недозаряд батареи вследствие

преждевременного отключения зарядного устройства.

Очевидно, что для дозарядки батареи вполне достаточно иметь устройство,

обеспечивающее выходной ток, равный току второй ступени режима зарядки,

рекомендуемому инструкцией по эксплуатации стартерных аккумуляторных

батарей (равный, в амперах, 0,05 емкости батареи в ампер-часах). Снижение

величины зарядного тока благоприятно сказывается на аккумуляторной батарее.

Как отмечается в, при этом повышается общий КПД процесса зарядки и

обеспечивается более полный заряд АБ. В жаркое время года зарядку можно

проводить, не опасаясь превысить допустимую температуру электролита.

Немаловажен и тот факт, что заметно уменьшаются масса и габариты зарядного

устройства.

Вместе с тем, проведение полной зарядки аккумуляторной батареи (от

нулевой степени заряженности), которая, как правило, может понадобиться не

чаще одного-двух раз в год при контрольном разряде батареи с целью оценки

ее состояния, займет с таким зарядным устройством не более 21...22 часов. В

большинстве случаев это удобно (вечером поставил на зарядку — вечером,

через сутки, получил полностью заряженную батарею).

Устройство не боится кратковременных замыканий в цепи нагрузки и обрывов

в ней. Приняты меры для защиты устройства при ошибочном подключении

аккумуляторной батареи в обратной полярности.

Авторский вариант устройства предназначен для работы с аккумуляторной

батареей 6СТ-60, поэтому зарядный ток выбран равным 3 А. Для использования

устройства с наиболее распространенной батареей 6СТ-55, достаточно снизить

величину тока зарядки до 2,75 А.

Схема зарядного устройства приведена на рис.3.1. Она содержит блок

питания, выполненный по простой и хорошо зарекомендовавшей себя схеме с

гасящим конденсатором. Микросхемный стабилизатор напряжения DA1

обеспечивает питанием цифровую часть устройства. На элементах DD1.1 и DD1.2

собран формирователь прямоугольных импульсов частотой 50 Гц. Счетчики

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.