ЭЛЕКТРОННЫЙ СИГНАЛИЗАТОР ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

May 19, 2010 by admin Комментировать »

А. Коробков

Чтобы продлить срок эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи, необходим эффективный контроль за режимом ее зарядки. Описываемое устройство сигнализирует водителю, когда напряжение на аккумуляторной батарее повышено и когда оно понижено, а гене­ратор не работает. В случае повышенного потребления тока в бор-тозой сети при малой частоте вращения ротора генератора сигнали­затор не срабатывает.

При разработке устройства ставилась цель разместить его в корпусе имеющегося в автомобиле сигнального реле РС702, что обусловило особенности конструкции сигнализатора и типы приме­ненных транзисторов.

Принципиальная схема электронного сигнализатора вместе с цепями связи его с элементами бортовой сети приведена на рис. 1.

На транзисторах VT2, VT3 выполнен триггер Шмит-та, на VT1 — узел запрета его срабатывания. В коллек­торную цепь транзистора VT3 включена индикаторная лампа HL1, размещенная на приборном щитке. В горя­чем состоянии нить накала имеет сопротивление около 50 Ом. Сопротивление холодной нити в 7…10 раз ниже. В связи с этим транзистор VT3 должен выдерживать бросок тока в коллекторной цепи до 2,5 А. Этому тре­бованию удовлетворяет транзистор КТ814.

Аналогичные транзисторы используются и в качестве VT1 и VT2. Но здесь причиной их выбора послужило стремление получить малые геометрические размеры устройства — три транзистора устанавливают один под другим и закрепляют общим винтом с гайкой.

clip_image001

Рис. 1. Принципиальная схема электронного сигнализатора

Напряжение бортовой сети за вычетом напряжения на стабилитроне VD2 через делитель R5R6 подается на базу транзистора VT2. Если оно выше 13,5 В, триггер Шмитта переключается в состояние, при котором выход­ной транзистор VT3 закрыт и лампа HL1 не горит.

База транзистора VT2 через стабилитрон VD1 и де­литель R1R2 соединена также со средней точкой обмот­ки генератора. При исправном генераторе в ней относи­тельно его плюсового вывода создается пульсирующее напряжение с амплитудой, равной половине генерируе­мого напряжения. Поэтому, если даже из-за большой токовой нагрузки в бортовой сети напряжение упадет ниже 13,5 В, ток с делителя R1R2 поступает в базу транзистора VT2 и не разрешает горение лампы. Чтобы исключить запрещение на включение сигнализации, ко­гда отсутствует ток в обмотке возбуждения генератора, используется цепь, состоящая из делителя R1R2 и ста­билитрона VD1. Она предотвращает попадание тока утечки через выпрямительные диоды генератора (в худ­шем случае до 10 мА) в базу транзистора VT2.

Напряжение бортовой сети за вычетом напряжения на стабилитроне VD2 через делитель R3R4 подается также на базу транзистора VT1, участок коллектор — эмиттер которого шунтирует базовую цепь транзистора VT2. При напряжении сети выше 15 В транзистор VT1 переходит в режим насыщения. При этом триггер Шмит­та переключается в состояние, при котором транзистор VT3 открыт и, следовательно, зажигается лампа HL1.

Таким образом, лампа красного света на приборном щитке загорается, когда отсутствует ток зарядки и на­пряжение сети ниже 13,5 В, а также когда оно выше 15 В.

При использовании в автомобиле электронного регу­лятора напряжения, не имеющего отдельного провода к клемме аккумуляторной батареи, из-за падения на­пряжения (около 0,1…0,2 В) в цепи до входной клеммы регулятора (чаще всего в режиме холостого хода) при выключенных потребителях тока наблюдается кратко­временное периодическое пропадание зарядного тока от генератора. Длительность и период такого эффекта об­условлены временем спадания напряжения на аккуму­ляторной батарее на 0,1…0,2 В и временем повышения его на то же значение и составляют, в зависимости от состояния аккумуляторной батареи, около 0,3…0,6 с и 1…3 с соответственно. При этом с таким же тактом срабатывает сигнальное реле РС702, зажигая лампу. Такой эффект нежелателен. Описываемый электронный сигнализатор исключает его, так как при кратковремен­ных пропаданиях зарядного тока напряжение в борто­вой сети не достигает нижнего порога 13,5 В.

clip_image003

Рис. 2. Печатная плата электронного сигнализатора: а — расположен ние токопроводящих дорожек, б — размещение деталей на плате

Электронный сигнализатор выполнен на базе имею­щегося в автомобиле сигнального реле РС702. Само ре­ле с гетинаксовой платы удалено (после ликвидации заклепки). Кроме того, удалены заклепка с контактного лепестка «87» и Г-образная стойка у его основания.

Элементы сигнализатора монтируют на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм. Транзисторы VT1 — VT3 размеще­ны по оси центрального отверстия платы: VT3 со сторо­ны печатного монтажа коллекторной пластиной от пла­ты, a VT2, VT1 (в указанном порядке) — с противопо­ложной стороны платы коллекторными пластинами в сторону платы. Перед пайкой все три транзистора нуж­но стянуть винтом МЗ с гайкой. Их выводы соединяют с точками платы облуженными медными проводниками, впаянными в нужные отверстия платы. Резисторы R3 и R5 припаивают не к токопроводящим дорожкам, а к штырям из провода. Это облегчит их замену при нала­живании устройства. Элементы VD1 и VD2 устанавли­вают вертикально жестким выводом к плате. Так же вертикально расположен конденсатор С1, помещенный в хлорвиниловую трубку по диаметру конденсатора.

В сигнализаторе следует применять резисторы (кро­ме R8) — ОМЛТ (МЛТ) с номиналами и мощностью рассеивания, указанными на схеме. Допуск по номина­лам ±10 %. Резистор R8 изготавливают из высокоом-ного провода, намотанного (1 — 2 витка) на резистор МЛТ-0,5. Конденсатор С1 — К50-12. Транзисторы VT1 — VT3 — любые из серии КТ814 или КТ816. Элемент VD1 — стабилитрон Д814 с любым буквенным индексом, VD2 — Д814Б или Д814В.

После окончания монтажа печатной платы электрон­ный сигнализатор собирают в такой последовательности:

снимают гайку и винт, стягивающие транзисторы;

в сквозные отверстия транзисторов VT1, VT2 поме­щают хлорвиниловую трубку диаметром 3 мм;

в освободившуюся от реле РС702 плату вставляют лепестки (выводы) «30/51» (в центре) и «87»; послед-кий закрепляют винтом МЗ (головкой со стороны выво­да) с гайкой высотой 3 мм;

винт М2,7 длиной 15…20 мм пропускают через от­верстие в плате от реле РС702 (со стороны вывода «30/51»), затем насаживают на концы винтов смонти­рованную плату с транзисторами;

обеспечивают контакт вывода «30/51» с коллектор­ной пластиной транзистора VT3 (путем ее плотного при­легания к плоской части вывода);

проверяют наличие соединения вывода «87» с печат­ной платой через гайку с винтом;

короткие штырьки выводов «85» и «86» подгибают так, чтобы они вошли в предназначенные для них от­верстия на печатной плате;

с помощью гаек М2,7 и МЗ с шайбами скрепляют обе платы;

припаивают штырьки выводов «85» и «86» к токо­проводящим дорожкам.

При налаживании сигнализатора требуются блок пи­тания с регулируемым напряжением от 12 до 16 В и лампа мощностью 3 Вт на 12 В.

Сначала при отключенном резисторе R5 подбирают резистор R3. Необходимо добиться, чтобы при увели­чении напряжения лампа загоралась в момент достиже­ния 14,5…15 В. Затем подбирают резистор R5 так, чтобы лампа зажигалась, когда напряжение снижается до 13,2.,13,5 В.

Налаженный сигнализатор устанавливают на место реле РС702, при этом вывод «86» соединяют с «массой» автомобиля коротким проводом под винт крепления са­мого сигнализатора. К остальным выводам подключают провода электрооборудования, как это предусмотрено штатной схемой автомобиля с реле РС702, т. е. к выво­ду «85» — провод от средней точки генератора (жел­тый), к «30/51» — провод от лампы индикации (чер­ный), к «87» — провод «±12 В» (оранжевый).

Испытания сигнализатора показали следующий ре­зультат. При коротком замыкании регулятора свечение лампы наблюдается при повышении частоты вращения генератора и зависит от нее. При изъятии предохрани­теля в цепи регулятора лампа загорается примерно че­рез минуту независимо от частоты вращения. Этой ин­формации достаточно, чтобы установить причину и вид неисправности системы генератор — регулятор напря­жения.

При включении зажигания через час и более после остановки двигателя индикация работает, как и с ре­лейным сигнализатором. Если же оно включается через незначительное время (менее 5 мин), лампа — сигнали­затор зарядки не зажигается, но при пуске двигателя стартером вспыхивает и гаснет, свидетельствуя об исправности сигнализатора.

Установка описанного регулятора вместо штатного РС702 в автомобилях «Жигули» (ВАЗ-2101, ВАЗ-2102, ВАЗ-2103, ВАЗ-2106 и др.) позволит однозначно пред­упредить водителя о всех отклонениях в режиме работы аккумуляторной батареи и сохранить ее от губительной перезарядки.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты