Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

Снимок25

Каждый автолюбитель знает, что со старым аккумулятором это не жизнь. Поэтому сегодня разработано немало зарядных устройств, способных продлить срок эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей посредством проведения их оптимальной подзарядки.

Как известно, напряжение свинцово-кислотного аккумулятора напрямую зависит от его температуры. Чем температура ниже, там медленнее протекают химические реакции. Соответственно, тем выше должно быть приложено напряжение к батарее при ее подзарядке. Большинство штатных реле напряжения не учитывают эту особенность.

На рис. 1 указана принципиальная схема автомобильного реле напряжения с термокомпенсацией, которое не допускает недозарядку и перезарядку аккумуляторной батареи при изменении ее температуры. Обозначения «Б», «В» и «Ш» адаптированы под схему электрооборудование автомобиля ВАЗ-2109.

 Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией схема фото

Рис. 1

Реле построено на базе микропроцессора DD1 PIC12F675-I/SN с тактовой частотой 4 МГц. Питание микропроцессора DD1 происходит от интегрального стабилизатора DA1 L78L05CD, напряжением +5 В. Это же напряжение используется как образцовое для аналогово-цифрового преобразователя микропроцессора.

Непосредственно с плюсовой клеммы аккумулятора, через резисторы R1 и R2 напряжение подаётся на микропроцессор DD1. На этой клемме также закреплен аналоговый датчик температуры ВК1 LM135Z с прямой зависимостью напряжения от температуры. При этом конденсаторы С1 и С3 выполняют функцию подавления помех.

Далее, встроенный в микропроцессор аналогово-цифровой преобразователь преобразует аналоговый сигнал датчика в цифровой с шагом изменения температуры в 2 ?С. На основании графика зависимости напряжения от температуры (см. рис. 2), программа вычисляет необходимое напряжение.

Если оно ниже реального напряжения на клеммах аккумулятора, микропроцессор подает сигнал на включение обмотки возбуждения генератора автомобиля. Программой микропроцессора предусмотрен гистерезис напряжением около 0,2 В между включением и отключением обмотки возбуждения с целью исключения многократных переключений на пороговых значениях напряжения.



 Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

Рис. 2

Обмотка генератора управляется при помощи полевого транзистора VT1 IRLR2705. Он подключен сразу к двум входам GP4 и GP5 микропроцессора DD1. Это сделано с целью повышения надежности устройства в целом и ускорения переключения самого транзистора VT1. Сток транзистора VT1 подключен к клемме «Ш», а также через диод VD1 – к клемме «В» штатного регулятора напряжения. Потребляемый устройством ток не превышает 4 мА.

 Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

Рис 3

Все элементы реле напряжения размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 21*27 мм. На рис. 4 показан чертеж платы с расположением элементов. Все элементы печатной платы предназначены для поверхностного монтажа и имеют типоразмер «0805», за исключением оксидного танталового конденсатора С4 типоразмера «А» или «В». Реле подключается при помощи проводов, припаянных к контактным площадкам на плате и стандартным четырех-контактным клеммником на конце.

Собранное реле помещается в корпус штатного реле напряжения автомобиля. Для этого корпус реле необходимо аккуратно вскрыть и на место старого реле прикрепить по месту новое. Датчик температуры ВК1 LM135Z крепится к толстой медной или латунной шайбе при помощи термопасты или теплопроводящего клея. Затем шайбу с датчиком температуры монтируют на плюсовую клемму аккумуляторной батареи. Сюда же припаивают провод питания идущего от клеммы «Б» реле.

Микропроцессор DD1 устройства необходимо запрограммировать заранее, поскольку в реле не предусмотрен разъем для программирования. Для этого при помощи тонких проводов необходимо соединить разъем программатора с соответствующими площадками на печатной плате.

Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

рис 4

Собранное реле необходимо наладить до установки в корпус. Наладку необходимо проводить при температуре окружающей среды +20 ?С. Датчик температуры ВК1 и резистор R1 следует отключить. К затвору транзистора VT1 подключается цифровой вольтметр. Затем от регулируемого источника питания на вход стабилизатора DA1 подают напряжение +13,8 В. На выходе со стабилизатора напряжение должно быть равным +5 В с отклонением не более ±0,1 В. При этом на затворе транзистора VT1 должен быть высокий логический уровень. При подключении вывода резистора R1 логический уровень затвора транзистора VT1 должен смениться на низкий.

Подборкой сопротивления резистора R2 необходимо добиться четкого появления высокого логического уровня транзистора при напряжении 13,6 В и низкого – при 13,8 В. При подключении вывода датчика температуры ВК1, при температуре +20 ?С, порог переключения должен составлять 14,0-14,2 В. Правильность переключения полевого транзистора VT1 при изменении напряжения можно проверить при помощи маломощной лампы на 12 В. Ее подключают между плюсом источника питания и стоком транзистора VT1. Если при включении и отключении лампы происходит переключение – наладку можно считать оконченной.

Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.

При установке реле на автомобиль необходимо применять экранированные провода датчика температуры и цепей питания. Монтаж проводки от реле следует проводить так, чтобы она не оказалась рядом с высоковольтными проводами. Также необходимо защитить клеммную колодку от попадания грязи и воды.

Люди, которые опробовали это реле в работе, утверждают, что при пуске двигателя в лютый мороз аккумулятор отдает заметно больший ток стартеру, а жарким летом не поддается перезарядке.

Программу микроконтроллера и чертёж печатной платы в формате Lay можно скачать ЗДЕСЬ

Автор; Н. Овчинников, г. Красноярск

.

Рассказать друзьям:




Комментариев: 7 “Автомобильное реле напряжения с термокомпенсацией.”

  1. Yura:

    Диод VD1 — переверните, иначе — волшебный дым увидите!

  2. Дмитрий:

    Как связаться с автором кто нибудь знает??? Хочу внести корректировку в температурный график.

  3. Sergey:

    чем заменить LM135? уж больно дефицитный, нигде не могу найти.

  4. Sergey:

    чем заменить LM135, не могу найти

  5. Анатолий:

    У датчика на схеме отсутствует третий вывод. Нет ли опечатки?

Написать комментарий