Главная » Питание
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Выключатель нагрузки аккумулятора - разрядное устройство

Предлагаемая конструкция позволяет разряжать аккумуляторные батареи напряжением 10,8…18В до установленного предела в контрольно-тренировочных циклах, а также отключать устройства, работающие от аккумулятора для предотвращения глубокого разряда последнего. Ток покоя устройства составляет 7 мА, максимальный ток в нагрузке – 8А. Схема выключателя представлена ниже.

Схема выключателя нагрузки аккумулятора - разрядного устройства

На элементах DA1, DA2.1, C1, R1..R3 выполнен источник опорного напряжения. Параллельный стабилизатор DA1 запитан через резистор R1 от ОУ DA2.1, управляющий вывод которого соединён с катодом. При таком включении напряжение стабилизации равно внутреннему опорному напряжению DA1, т.е. 2,5В. ОУ DA2.1, охваченный ООС делителем R2, R3, поддерживает равенство напряжений на выв. 2 и выв. 3, благодаря чему на выходе ОУ устанавливается напряжение, равное 5В, при этом через стабилизатор DA1 протекает стабильный ток, что позволяет исключить влияние питающего напряжения на источник опорного напряжения в целом. Далее, опорное напряжение поступает на инвертирующий вход ОУ DA2.2, который используется в качестве компаратора. Напряжение аккумулятора через делитель R7, R5, R4 поступает на неинвертирующий вход. До тех пор, пока напряжение на выв. 5 ОУ DA2.2 превышает опорное напряжение на выв. 6, на выходе ОУ будет поддерживаться высокий уровень, и через открытый транзистор VT1 будет протекать ток нагрузки. При разряде аккумулятора напряжение на выв. 5 DA2.2 станет меньше, и на выходе компаратора установится низкий уровень, транзистор VT1 закроется, и нагрузка будет обесточена. При плавных изменениях напряжения на входах компаратора, на его выходе вместо определённого уровня возникает «дребезг», или плавно изменяющееся напряжение, которое способно вывести транзистор VT1 из ключевого в линейный режим работы, что может привести к его перегреву и выходу из строя. Кроме того, из-за конечного внутреннего сопротивления аккумулятора, а также соединительных проводов при снятии нагрузки происходит небольшой скачок напряжения, который приведёт к повторным включениям и отключениям устройства. Чтобы избежать этих процессов, компаратор охвачен положительной обратной связью резистором R6, который изменяет пороги включения и отключения – вводит петлю гистерезиса, в данном случае около 700 мВ. Кнопка SB1 служит для проверки работоспособности устройства. При её нажатии напряжение на выв. 5 становится заведомо меньше опорного напряжения на выв. 6, что приведёт к закрытию транзистора VT1, и отключению нагрузки. Свечение светодиода HL1 индицирует о подключении устройства к аккумулятору. Конденсатор C4 сглаживает выбросы напряжения в случае подключения нагрузки, носящий индуктивный характер, а диод VD1,совместно с внутренним диодом транзистора VT1 предохраняет устройство, подключенное к выключателю нагрузки от обратной полярности при подключении к аккумулятору – в этом случае перегорит предохранитель Fu1.

Чертежи расположения элементов, печатная плата и фото собранного устройства показаны ниже.

Для настройки выключателя нагрузки подстроечный резистор R7 выкручивается до минимального сопротивления – левое по схеме положение. Далее, устройство подключается к блоку питания, с установленным выходным напряжением, равным напряжению отключения нагрузки, в качестве последней наглядней всего использовать лампочку накаливания. Медленным вращением движка резистора R7 в сторону увеличения сопротивления добиваются потухания лампы, после чего, плавно увеличивая выходное напряжение блока питания, лампу зажигают вновь. Разница напряжений включения и отключения лампы и будет соответствовать ширине петли гистерезиса   Ключевой транзистор VT1 можно заменить на аналогичные, которые используются в понижающих преобразователях цепи питания процессора или оперативной памяти материнских плат или видеокарт компьютера.Ниже на фотографиях транзисторы помечены зелёной точкой.

Для увеличения допустимого тока нагрузки, а также для уменьшения потерь в случае, если сопротивление открытого канала сток-исток транзистора VT1 превышает 0,01 Ом (например, часто встречающийся 15N03L) на плате выключателя предусмотрено место для установки второго транзистора в параллель.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1 ИС источника опорного напряжения
TL431
1 TL431CПоиск в elBaseВ блокнот
DA2 Операционный усилитель
LM358N
1 Поиск в elBaseВ блокнот
VT1 MOSFET-транзистор
P0903BDG
1 Поиск в elBaseВ блокнот
VD1 Выпрямительный диод
FR302
1 Поиск в elBaseВ блокнот
HL1 Светодиод1 Поиск в elBaseВ блокнот
C1 Конденсатор0.01 мкФ1 Поиск в elBaseВ блокнот
С2 Конденсатор1 мкФ1 Поиск в elBaseВ блокнот
С3 Электролитический конденсатор100мкФ 25В1 Поиск в elBaseВ блокнот
С4 Электролитический конденсатор470мкФ 35В1 Поиск в elBaseВ блокнот
R1 Резистор
1 кОм
1 Поиск в elBaseВ блокнот
R2, R3, R4 Резистор
10 кОм
3 Поиск в elBaseВ блокнот
R5 Резистор
11 кОм
1 Поиск в elBaseВ блокнот
R6 Резистор
160 кОм
1 Поиск в elBaseВ блокнот
R7 Подстроечный резистор2.2 кОм1 Серия 3296WПоиск в elBaseВ блокнот
R8 Резистор
3 кОм
1 Поиск в elBaseВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Опубликована: 0 2
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (4) | Я собрал (0) | Подписаться

+1
bdit #
Спаял, все заработало. Поставил вместо полевика P0903 P1703 и диод FR107. Греется сильно полевик при нагрузке в 600 мА. Если поставлю тот что надо - нагрев уменьшится?. И еще вопрос такой - на выходе выключателя напряжение становится тем на которое рассчитана нагрузка... Т.е. у меня есть ДХО рассчитанное на 8 вольт (резисторы 79 Ом подобраны для двух белых светодиодов) и когда подключаю на вход выключателя от 13 Вольт и до предела, то на выходе все равно 8 вольт. Так и с нагрузкой рассчитанной на 10 вольт.. Это так и должно быть?
Ответить
-3

[Автор]
Kampfkatze #
При такой нагрузке не должен греться вообще, хотя PDF на P1703, к сожалению, не нашёл. Проверьте напряжение на затворе транзистора VT1 - оно должно быть меньше напряжения питания на 1,6...2В - т.е. быть достаточным для его полного открытия. Если напряжение на затворе соответствует этому диапазону, измерьте падение напряжения сток-исток VT1 и посчитайте сопротивление открытого канала - Uпит./0,6А. Для минимизации потерь оно должно составлять хотя бы 0,02 ома. Если это не так, либо VT1 неисправен, либо у него высокое сопротивление в открытом состоянии. Замена VT1 исправит ситуацию.
Если напряжение на затворе VT1 недостаточно для его полного открытия - меньше, чем Uпит-2В, уберите VT1, и измерьте напряжение на выв.7 DA1. Если оно осталось прежним, неисправен ОУ DA1. Если больше, чем Uпит-2В - значит неисправен VT1.
Напряжение на нагрузке должно быть практически равно напряжению питания, оно зависит только от сопротивления сток-исток VT1, т.е. в зависимости от тока будет меньше на несколько десятков милливольт. От характера самой нагрузки напряжение не зависит вообще.
Отредактирован 29.12.2013 08:15
Ответить
+1
bdit #
Здравствуйте. Собрал на компонентах как по схеме (только диод FR107 (RS1M) применил) только в смд исполнении (конденсаторы полярные танталовые). Нагрузка на 8В. (светодиоды). Выставляю блок питания на 8В. Так вот когда происходит первое включение нагрузка вспыхивает. Потом при выставлении напряжения срабатывания все равно 11,5 вольт на минимуме резистора. Но на выходе все равно 8В. Что может быть не так. Вроде по вашему предыдущему комментарию все проверил...
Ответить
+1
bdit #
После плясок с бубном схема всё-таки заработала! Всё дело оказалось в неправильном исполнении петли гистерезиса в цепи обратной связи DA2.2. Последовательно с неинвертирующим входом DA2.2 (вывод 5) включил резистор номиналом 15 кОм. При этом левый по схеме вывод резистора R6 подключил непосредственно к неинвертирующему входу (вывод 5) DA2.2. При такой доработке схема работает стабильно.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
LC-измеритель LC100-A Катушка Тесла
вверх