Компаратор DА2 сравнивает напряжение на своем неинвертирующем входе, которое пропорционально напряжению на аккумуляторной батарее, с напряжением на выходе матрицы. Как только эти напряжения сравняются, компаратор переключится, и на его выходе появится напряжение низкого уровня. Элемент DD4.3 также переключится, и логическая "1" с его выхода запретит работу счетчика DD5.1. Таким образом, на инвертирующем входе компаратора зафиксируется напряжение, пропорциональное напряжению на заряжаемой аккумуляторной батарее на данный момент времени.
При переключении компаратора переключится логический элемент DD4.4. Логическая "1" с его выхода поступит на вход (вывод 6) элемента DD4.1, на втором входе которого (вывод 5) также присутствует логическая "1". Элементы DD4.1, DD4.2 переключатся, высокий уровень напряжения с выхода DD4.2 через диод VD12 обнулит счетчики DD2.1 и DD3, возвращая их и связанные с ними логические элементы DD1.3. DD1.4, DD4.1, DD4.2 в исходное состояние.
Импульс положительной полярности с выхода элемента DD4.2 поступит также на вход СР счетчика DD2.2 (вывод 2), однако счетчик не изменит своего состояния, поскольку на его входе R (вывод 7) в течение некоторого времени, определяемого постоянной разряда конденсатора С6 через резистор R26, поддерживается высокий уровень напряжения.
По мере зарядки аккумуляторной батареи напряжение на ней постепенно увеличивается. Пропорционально увеличивается напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA2. Когда оно превысит напряжение на
инвертирующем входе, компаратор переключится, на его выходе вновь появится напряжение низкого уровня, и при появлении на выходе элемента DD1.4 логической "1" описанный выше процесс повторится вновь.
Так будет продолжаться до тех пор, пока рост напряжения на аккумуляторной батарее не прекратится (строго говоря — пока изменение напряжения на неинвертирующем входе компаратора не выйдет за пределы текущей "ступеньки" на выходе резистивной матрицы R11...R20). В этом случае появление на выходе элемента DD1.4 напряжения логической "1" не вызовет переключения элемента DD4.3. Счетчики DD5.1, DD5.2 и компаратор останутся в прежнем состоянии, конденсатор С6 разряжен. Поэтому импульс положительной полярности, поступивший с выхода элемента DD4.2 на выход СР счетчика DD2.2, будет им "учтен". При повторении (через час), той же ситуации, на выходе 2 (вывод 4) счетчика появится напряжение высокого уровня, которое поступит через резистор R25 на базу транзистора VT1, что вызовет отпускание якоря реле К1 и отключение устройства от сети.
Если в течение второго часа напряжение на аккумуляторной батарее увеличится настолько, что это вызовет переключение компаратора DA2, то появившееся на его выходе напряжение высокого уровня через резистор R26 обнулит счетчик DD2.2. Таким образом, выполняется требуемое инструкцией по эксплуатации батарей условие неизменности напряжения на заряжаемой аккумуляторной батарее в течение двух часов подряд.
Положительная обратная связь, введенная в компаратор через делитель R23-R22, создает небольшой гистерезис, что способствует более четкому переключению компаратора в условиях медленно меняющегося входного напряжения и обеспечивает защиту от помех, вызываемых небольшими пульсациями напряжения на его входах.
При случайном отключении аккумуляторной батареи от клемм зарядного устройства, напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 и выходе моста VD1...VD4 резко возрастает. Открывается стабилитрон VD8, что приводит к открыванию транзистора VT1 и выключению устройства.
С целью защиты диодов VD1...VD4 при случайном подключении аккумуляторной батареи в обратной полярности, в устройство введен предохранитель FU2.
4. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ
Перечень входящих в состав рассматриваемой электрической схемы активных элементов и микросхем, на основе которых эти элементы выполнены, приведён в Таблице 4.1.
Перечень элементов к электрической схеме
Таблица 4.1
| № | Обозначение на принципиальной схеме | Условное обозначение микросхемы | Кол-во | Примечание |
| 1. | DD1, DD4 | K561ЛА7 | 8 | Двухвходовой элемент И |
| 2. | DD2, DD5 | К561ИЕ10 | 5 | Два синхронных двоичных счетчика-делителя (без дешифратора) |
| 3. | DD3 | К561ИЕ16 | 1 | Счетчик пульсации |
| 4. | DA1 | 78L09 | 1 | Стабилизатор напряжения |
| 5. | DА2 | К554СА3А | 1 | Компаратор |
| 6. | VD1…VD4 | 2Д202В | 1 | Двухполупериодная мостовая схема |
| 7. | VD5, VD6 | КД106А | 2 | Диоды |
| 8. | VD7, VD9, VD10, VD11, VD12 | КС522А | 5 | Диоды |
| 9. | VD8 | КС522А | 1 | Стабилетрон |
| 10. | VT1 | КТ3102Б | 1 | Транзистор |
| 11. | VT2 | КТ608Б | 1 | Транзистор |
| 12. | К1 | РЭС22 | 1 | Реле |
Назначение каждого из элементов рассматриваемого ключа описано в Таблице 5.1.
Таблица 5.1
| Обозначение элемента | Назначение элемента |
| Т1 | Преобразует напряжение 220 вольт в 14,5 вольт |
| VD5,VD6,С3 | Образуют питание узла на транзисторах |
| VD1..VD4, | Выпрямляет переменное напряжение |
| VD7,R4,C3,R21,R22 | Снимается напряжение пропорциональное напряжению на клеммах аккумулятора |
| DA1 | Питает цифровую часть устройства, обеспечивая высокую стабильность и низкий уровень пульсаций напряжения |
| DD1.1,DD1.2, R9 | Формирует прямоугольные импульсы 50 Гц |
| DD2.1,DD3,DD1.3,DD1.4 | Образуют таймер, определяющий периодичность контроля за ростом напряжения |
| DD5, R11-R18 | Образуют управляемый генератор ступенчатого возрастающего напряжения |
| DA2 | Сравнивает опорное напряжение с напряжением на аккумулятора |
| DD2.2 | Вырабатывает сигнал на выключение устройства при постоянстве напряжения на батарее в течение заданного времени |
| VT1,VT2,R6,R7,VD9,R5, VD8,R25 | Собран узел управления реле |
| С1,R1 | Собран фильтр для гашения искры на контактах |
| C5,R10 | Формирует импульс положительной полярности, который обнуляет все счетчики. |
| R2,R3 | Резистивный делитель |
| DD4.3 | Запрещает или разрешает работу счетчикам DD5.1,DD5.2 |
| R19 | Выставляется минимальная величина напряжения на выходе резистивной матрицы |
| DD4.2,DD4.1,DD4.4,VD12 | Обнуляет счетчики |
| C7,C4 | Фильтр по питанию |
| HL1,HL2 | Индикаторы для контроля работы устройства |
| R8,VD10 | Контролирует правильность подключения аккумулятора |
| С6,R26 | Поддерживает высокий уровень напряжения в течении некоторого времени |
В данной курсовой работе изучено и подробно описано устройство, и принцип действия. В автомате для дозарядки АБ, определены функции каждого элемента системы и установлены их взаимосвязи. Среди достоинств рассматриваемой схемы можно выделить функциональность, некритичность к выбору элементов, удобство и высокую экономическую эффективность использования.
Список используемых источников
1. ГОСТ 7.32-91 (НСО 5966-82) Отчёт по научно-технической работе: структура и правила оформления.
2. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник - М.: Радио любитель, 2000.
3. Якубовский С.В. Баранов Н.А. и др. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы - М.: Радио и связь, 1985.
4. Лачин В.И., Савёлов Н. С. Электроника.-Л.; «Феникс», 2002.
5. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. – Ч.: Металлургия, 1988.