K 431c

cie na akumulatorze może wynosić więcej niż 15V, dlatego należało zastosować ujemne wzmocnienie wzmacniacza pomiarowego napięcia. Wzmacniacz U1B wzmacnia napięcie na rezystorach wyrównawczych, które jest proporcjonalne do wartości prądu płynącego w obwodzie ładowania akumulatora do poziomu porównywalnego z napięciem pomiarowym na akumulatorze. Przy pomocy PR4 dokonuje się korekcji poziomu napięcia pomiarowego prądu ładowania. Przełącznik SW1 służy do wyboru rodzaju pomiaru. Wartości napięć pomiarowych zostały wzmocnione, ponieważ prostownik idealny jest nieliniowy na krańcach swojej charakterystyki. Na dzielniku rezystancyjnym R11, R27, R40 i PR3 poziom napięć pomiarowych przenoszony jest do zakresu 200mV. Przy pomocy PR3 przeprowadzamy korekcję. Podobnie napięcie zadawane mierzone jest na potencjometrze P1 i na dzielniku R26, R28 i potencjometrze PR2 przenoszone jest do zakresu 200mV. Przełącznik SW2 służy do wyboru rodzaju napięcia pomiarowego lub zadawanego. Zasilanie całości odbywa się z jednego transformatora sieciowego, posiadającego dwa uzwojenia. Jedno należy do obwodu ładowania, drugie zasila pozostałe elementy. Wzmacniacze operacyjne zasilane są napięciem +12V i -12V tworzonym na stabilizatorach U5 i U6. Stabilizatory zasilane są napięciem z prostownika jednopołówko-wego (D1 i D2).

Montaż i uruchomienie

Do pracy potrzeba nam będzie kilka przedmiotów, takich jak: dwa mierniki uniwersalne (woltomierze i amperomierze), transformator zasilający, radiator, grube i cienkie przewody miedziane, akumulator, gniazdo bezpiecznikowe, bezpieczniki, kondensator 10mF, żarówki oraz standardowe wyposażenie, takie jak w warsztacie elektronika. Na wstępie należy zaznaczyć, że urządzenie uruchamiamy etapowo i w czasie lutowania połączeń wyłączamy źródło prądu. Mogą wystąpić tu duże przepływy prądu, dlatego należy w obwodzie ładowania umieścić bezpiecznik o odpowiedniej wartości. W naszym przypadku 12A będzie odpowiedni. W czasie pracy układu w obwodzie ładowania w różnych warunkach w zależności od parametrów ładowania część energii zamieniana jest na ciepło. Na schemacie pogrubioną linią oznaczone są elementy, które powinny się znaleźć na radiatorze. Radiator musi być odpowiednio duży. W modelu eksperymentalnym zastosowaliśmy profil aluminiowy jednostronnie żebrowany o wymiarach 10 x 20 cm. Do radiatora przymocowujemy mostek prostowniczy M1, tranzystory T2 i T3 oraz rezystory R35, R36, R37 i R38. Rozmieszczenie elementów powinno być właściwe. Nie można ich montować zbyt blisko siebie, ponieważ cała ilość ciepła będzie skomasowana w jed nym obszarze. N ie należy też montować ich zbyt daleko od siebie, ponieważ może wystąpić na nich zbyt duży spadek napięcia. Odległość 2cm będzie właściwa. Połączeń dokonujemy grubym przewodem o średnicy ok. 1,2mm-1,8mm. Łączymy je tak, jak pokazano na schemacie. Do symulacji akumulatora jako obciążenie zastępcze podłączamy w miejsca oznaczone jako X i Y równolegle kondensator 10mF i żarówki.

Napięcie pracy kondensatora i żarówki musi być dostosowane do napięcia zasilania. Nie może być mniejsze, niż nominał. Wartość mocy żarówki musi być taka, aby prąd płynący w obwodzie był odpowiednio duży i można było regulować jego wartość. Jeżeli jedna żarówka nie wystarczy, należy podłączyć więcej. Teraz łączymy bramki tranzystorów w punktach H oraz I. Podajemy na nie przez rezystor 1 k napięcie 12V z akumulatora względem punktu M i włączamy zasilanie. Żarówki powinny świecić maksymalnie. Następnie zdejmujemy napięcie i podłączamy rezystor do punktu M. Żarówki nie powinny świecić. Jeżeli układ ładowania mamy wykonany, to możemy przystąpić do montażu płytki. Na początku należy zamontować zwory. Następnie uzupełniamy elementy wchodzące w skład stabilizatorów. Napięcie mierzone na stabilizatorach powinno wynosić +12V i -12V. Nie montujemy elementów oznaczonych gwiazdką oraz tyrystora TY1, ponieważ wymagają one doboru. Potencjometry i przełączniki montujemy na przewodach. Usuwamy połączenia bramek tranzystorów. W obwód ładowania pomiędzy punkty C oraz X podłączamy amperomierz prądu stałego. Punkty oznaczone na płytce łączymy cieńszym przewodem z odpowiednimi punktami oznaczonymi na schemacie. W czasie pracy będziemy manewrować płytką, dlatego na ten czas można zastosować przewody elastyczne (wielożyłowe). Zwieramy R29, podłączamy zasilanie i regulujemy P2. Żarówki powinny zmieniać jasność świecenia. Ustawiamy wartość prądu na taką, jaka ma być maksymalna. Jeżeli nie możemy uzyskać takiej wartości, to podłączamy dodatkową żarówkę. Następnie usuwamy zwarcie R29, mierzymy wartość P2 i taki rezystor wlutowujemy w miejsce R29. Od tej pory wartość maksymalna prądu będzie na krańcu potencjometru. Wartość minimalna zależy od P2. Jeżeli nie możemy jej dokładnie ustalić, to możemy przylutować równolegle do potencjometru rezystor o odpowiedniej wartości. Przewidziane jest na to miejsce na płytce jako RX. Potencjometr zastosowany jest typu B, gdzie jego charakterystyka jest logarytmiczna. Istotny jest wybór końcówek. Należy to stwierdzić eksperymentalnie po sposobie regulacji. Ustawiamy wartość prądu na 5A, przełącznik SW1 na PRĄD ŁADOWANIA i przy pomocy R8 i PR4 ustawiamy napięcie w punkcie P na 1,25V. Następnie ustawiamy przełącznik SW2 w pozycji POMIAR i potencjometrem PR3 ustawiamy wartość 50mV. Od tej pory możemy kontrolować i mierzyć wartość prądu. Podłączamy miernik napięcia do punktów X oraz Y, przy pomocy P2 regulując prąd, ustawiamy napięcie na żarówkach 20V, przełącznik SW1 na NAPIĘCIE AKUMULATORA i przy pomocy PR1 ustawiamy napięcie w punkcie P na 5V. Na wyjściu OUT powinniśmy uzyskać 200mV. Jeżeli nie możemy uzyskać takiego napięcia, należy zwiększyć nieco rezystory R3 i R4. Od tej pory możemy mierzyć wartość napięcia na akumulatorze. Regulujemy P2 tak, aby napięcie na wyjściu OUT wynosiło 100mV, zmieniamy pozycję przełącznika SW2 na USTAWIANIE NAPIĘCIA WYŁĄCZENIA. Na potencjometrze P1 ustawiamy wartość minimalną. Podłączmy woltomierz do wyjścia komparatora U3A(PIN-1). Powinniśmy mierzyć napięcie rzędu 50mV. Regulując powoli P1 obserwujemy miernik do momentu, kiedy pojawi się napięcie ok.12V. Przy pomocy PR2 ustawiamy napięcie w punkcie OUT na 100mV. Od tej pory możemy ustawiać wartość napięcia wyłączenia. Teraz podłączamy na wyjściu OUT miernik napięcia i regulujemy P2 wymuszając inne wartości prądu oraz napięcia. Mierzymy te wartości bezpośrednio drugim miernikiem i porównu-