Рис 8.7. Схема стандартного модуля регулятора

При этом речь идет об источнике постоянного тока с контролем напряжения. Устанавливаемое с помощью полевого транзистора Т1 и стабилитрона .ZD с напряжением стабилизации 6,3 В опорное напряжение является очень стабильным в интервале от 5 до 20 В при постоянном токе от 1 до 2 мА. В качестве микросхемы для каскада сравнения используется недорогая, но надежно работающая микросхема типа МС 2458. Бе второй свободный операционный усилитель целесообразно использовать для другого, отдельного зарядного регулятора.

Монтаж схемы, например, на плате с отверстшши в виде растра не представляет никаких проблем. Схема может быть выполнена регулируемой с применением отдельно смонтированного на радиаторе транзистора ТЗ (последовательный регулятор).

Поскольку при схеме Дарлингтона потеря и напряжения можно пренебречь, ее можно рекомендовать для практического применения; например, с помощью нескольких миллиампер Управлять токами 2 или 3 А. В этом случае сопротивление резистора R3 достигает 2,7 кОм.

При использовании транзистора типа BD 234 с коэффициентом передачи по току В = 100 для тока 2 А ток базы достигает 20 мА, что приводит к достаточно большим потерям и тем самым к его нежелательному нагреву. Резистор R7 из-за точной настройки должен быть выполнен в виде подстроечного проволочного спирального сопротивления. В качестве диода D1 на выходе схемы, если необходимо учитывать падение напряжения на диоде, можно использовать диод Шотки.

Установка рабочей точки такого модуля происходит очень просто; задают остаточное напряжение на диоде в прямом направлении Up = 0,3 В, а верхний предел напряжения на аккумуляторе Uj = 14,4 В в этом случае соответствует напряжению холостого хода модуля (примерно 14,7 В). На рис 8JS показана характеристика зарядного тока стандартного модуля регулятора. Более точный метод можно реализовать с помощью стабилизатора

о о,г 0,4- о,е о,в i,z i,4 i,e i,e ifA

Рис. 8Л. Характеристика зарядного тока стандартного модуля регулятора

0 0,В1

6 ею

20 30 so

Рис. 8.9. Емкость аккумулятора в зависимости от температуры окружающей среды и нагрузки

тока (построенного, например, на микросхеме LM 317), ток которого устанавливают до значения, обеспечивающего заряд аккумулятора (например, 200 мА). При этом настраивают модуль на 14,4 В.

Основной распределитель. Этот блок с защитными элементами на 20 и 6 А, а также с цифровыми вольтметром и aшepмeтpoм служит для подключения и контроля нагрузки всех потребителей, например радиостанции и измерительных приборов. Разрешение цифровых измерительных приборов для вольтметра составляет 10 мВ, а для амперметра 10 мА.

Аккумуляторы 2 х 105 А ч и контроль входа/выхода до 200 А. Для накопления энергии применяются специальные (и по сравнению с другим оборудованием все же недорогие) свинцовые аккумуляторы типа Delco 2000 с очень незначительным саморазрядом. Кроме того, имеются данные о влиянии температуры на заряд аккумулятора (максимальное значение напряжения) и его емкость, согласно которым удается оптимизировать процесс заряда. Саморазряд аккумулятора составляет при комнатной температуре около 2% в месяц. Для ожидаемого срока службы прибора играет роль Глубина циклов его разряда. Так, по данным фирмы-изготовителя при постоянном 10%-ном разряде возможны примерно 2000 циклов, т. е. работа прибора в течение пяти-шести лет. При ежедневном 5 % ом разряде возможны уже 4000 циклов, следовательно, в этом случае срок эксплуатации достигает примерно 10 лет (при разряде только 3 % - свыше 20 лет). На рис 8.9 приведены зависимости емкости аккумулятора от нагрузки и температуры.

Контроллер является весьма полезным устройством, поскольку он постоянно дает точное значение имеющихся резервов по мощности и току, которые нельзя получить лишь

иэ напряжения аккумулятора. Таким образом, с помощью испытания при максимальной нагрузке можно время от времени на основе вычисленного внутреннего сопротивления сделать вьшод о стадии старения аккумулятора. Впрочем, контроллер используется также и как универсальный измерительный прибор.

8.3. Зарядное устройство для никеяь-кадмиевых аккумуляторных батарей

Предлагаемое в данной главе устройство предназначено для установки в авиамодели. Срок службы такой модели определяется в основном аккумулятором, сост05шие которого в свою очередь зависит от способа управления электродвигателями модели, метеорологических условий, а также режима работы зарядного устройства (заряд-подэаряд).

Для применения в авиамодели рекомендуется разряжать аккумулятор относительно большим током вплоть до дсятустимого уровня, а затем фазу же подзаряжать импульсным током. Такой режим может осуществлять электронная схема, в функции коифой входят управление, контроль и полное восстановление емкости аккумуляторов. При этом плотность заполнения заряжающими импульсами достигает 60 % (или по времени приблизительно 12 мс), 40 % (по времени 8 мс) приходится на бестоковую паузу. Таким образом, аккумулятор следует заряжать до номинальной емкости дольше - 23,3 ч вместо обычных 14ч.

На принципиальной электрической схеме (рис 8 J0) зарядное устройство подключается ко вторичной обмотке сетевого трансформатора, который вместе с выпрямителем GL, интегральной микросхемой Ю1 и конденсаторами С1 и С2 можно расположи^ в корпусе сетевого штепселя. На схему устройства подается постоянное напряжение 15 В, а через резистор RI на счетчик Ю4 поступают импульсы с частотой 50 Гц в качестве эталона времени.

Рассмотрим работу схемы при заряде подключенного к ней аккумулятора. Прежде всего проверяется полярность присоединения V2 на /С7, сбрасываются показания счетчика iC4, устанавливается в исходное состояние триггер (элементы G2 и G3). При этом зажигаются зеленый и желтый светодиоды (D1 через транзистор Т4). Затем срабатывает реле К2, включенное в цепь коллектора транзистора Т6, Теперь через конденсатор СЗ, контакт iC2e и транзистор Т2 кратковременно срабатывает реле К1 и одновременно из-за резистора К4 и транзистора ТЗ понижается напряжение сравнения на VI /С7. Схема триггера на элементах G2 и G3 снова запускается, и через транзистор Т2 кратковременно срабатывает реле К1

Теперь светится только красный светодиод D3, а через резистор R7 (3,9 Ом/10 Вт) однократно разряжается аккумулятор. Напряжение аккумулятора снижается до своего допустимого значения; обычно это 1 В на один элемент, такое значение устанавливается посредством регулировочного сопротивления Тг, равного 1 кОм. Компаратор VI опрокидывается, и реле KI возвращается в исходное положение. Светится желтый светодиод, сигнализирующий о заряде аккумулятора.

Процесс этот идет быстро под воздействием сформированных импульсов тока 120 мА. Плотность заполнения, заряжающими импульсами (60 %) обеспечивается интегральной схемой ICS типа NE55S К этой интегральной схеме относятся резистор R13, конденсатор CS и напряжения управления на вьшоде 5. Выходные импульсы этой схемы инвертируются (JV6) и через транзистор TS включают и выключают сигнализатор тока, вьполненный на интегральной схеме/С(.

Кратко остановимся на работе счетчика. Как мы уже энаем, на резистор R1 поступают импульсы с частотой 50 Гц, Они формируются в схемах ШиШч поступают при выключенном реле К1 через логический элемент G1 на счетчик IC4, который начинает рпеливо считать. Как уже упоминалось, аккумулятор нужно заряжать в течение 23,3 ч. Поскольку на вывод 9 подается 180 ООО импульсов каждый час, показателем счетчика должно быть 2 , Проверим это: 2* = 8 388 608. Это число следует разделить на 2, так как период счета сост> ит из двух полуволн - 11изких Н-уровней и Ъысоких В-уровней, Итак, 4164 304:180 ООО -= 23,34,

По истечении 23,3 ч на выходе счетчика (вьшод 5) появляется высокий уровень. Интегральная схема/С4 опрокидывает схему триггера G2, G3 и сбрасывается сама собой с задержкой через элементы N3 и N4. Через элемент N5 теперь на ICS (вывод 5) подается положительное иаггряжение, что уменьшает плотность заполнения импульсами до Ю % в режиме Ьключено (2 мс) и 90 % в режиме выключено (18 мс). Это соответствует благоприятному режиму подзаряда, о котором говорят зеленый и желтый светодиоды, зажженные до полного отключения аккумулятора.

Зарядное устройство работает надежно. Каждое прерьтание тока приводит прежде всего к режиму разряда аккумулятора. При достижении наггряжением аккумулятора допустимой границы включается режим его заряда. Подстроечным резистором по вольтметру устанавливается это граничное значение (1 В).