М-50к-12 - устройство защиты для автохолодильника

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Защита

Опубликовано: 24.03.2017 14:04

Просмотров: 3558

И.Б. Безверхний, г. Киев
Автору пришлось ремонтировать это устройство, не имея даже принципиальной схемы, которыми в последние годы перестали комплектовать бытовую технику. Схема была восстановлена по монтажу, а само устройство успешно отремонтировано. С результатом этой работы мы знакомим наших читателей.

Полное название этого прибора «Устройство автоматической защиты для автомобильного холодильника М-50к-12». Им был укомплектован холодильник на элементах Пельтье «Термія» GSA-001В винницкого ОАО «Маяк», который предназначен для использования в автомобилях или катерах с бортовой сетью постоянного тока напряжением 12В. Это устройство защиты может продаваться не только в комплекте с холодильниками разных производителей, но и отдельно. М-50к-12 обеспечивает защиту аккумулятора транспортного средства от глубокого разряда при включенном в бортовую сеть автомобиля и постоянно работающем холодильнике или ином устройстве мощностью до 60 Вт.
Устройство собрано в малогабаритном пластмассовом корпусе, к которому подключены два кабеля: входной со штекером для «прикуривателя» и выходной с гнездом (розеткой) для «прикуривателя» (рис.1).
 
 Штекер прибора М-50к-12 следует включать в гнездо «прикуривателя» автомобиля (или другого транспортного средства), а в гнездо «прикуривателя» этого устройства включается потребитель (холодильник).
Если напряжение аккумулятора (АКБ) понизится до 11 ,6 В, то устройство отключит от бортовой сети потребитель, включение которого произойдет только тогда, когда напряжение АКБ возрастет до 12,8 В. Наличие этого гистерезиса обеспечивает нормальную работу аккумулятора, предотвращая его глубокий разряд при работе холодильника или иной нагрузки, которая подключена через М-50к-12. На переднюю панель устройства выведен светодиод, который светится непрерывно при нормальном напряжении АКБ и переходит в проблесковый (моргающий) режим при отключении питания нагрузки (холодильника), когда аккумулятор разряжен. Этот светодиод хорошо виден на печатной плате устройства, показанной на рис.2.
 
Принципиальная схема устройства автоматической защиты М-50к-12, восстановленная по монтажу, показана на рис.3.
 
Непосредственно включение-отключение внешней нагрузки осуществляет реле К1 типа SRD-12VDC-SL-C, которое управляется транзисторным ключом BG1 2SC1815. Управляющий сигнал на базу этого транзистора поступает с выхода компаратора с гистерезисом через ограничивающий резистор R2.
Компаратор выполнен на одном из двух операционных усилителей микросхемы LM358P, который обозначен как IC1 А. Напряжение на инвертирующем входе компаратора (вывод 6 IC1 А) стабилизировано с помощью регулируемого стабилитрона IC2 типа TL431 и равно 2,5 В. На неинвертирующий вход этого компаратора (вывод 5 IC1A) поступает часть входного напряжения (напряжения бортовой сети), которое поделено делителем на резисторах R4, R12, R5. Конденсатор С2 - фильтрующий.
При подключении устройства к бортовой сети с напряжением более чем 12,8 В, на неинвертирующем входе IC1A напряжение будет больше, чем на инвертирующем (>2,5 В). Так как коэффициент усиления ОУ достаточно большой, то напряжение на его выходе (вывод 7 IC1 А) будет близко к напряжению питания, а значит, транзистор выходного ключа BG1 будет открыт и реле включит напряжение, подаваемое на нагрузку (точнее, на выходное гнездо «прикуривателя» устройства).
Резисторы R6, R7 - это делитель цепи положительной обратной связи (ПОС) компаратора. Он (точнее, ПОС) обеспечивает гистерезис компаратора. Почему это происходит?
При включении реле напряжение на выводе 7 IC1А резко повышается (см. выше), оно через цепь ПОС увеличивает уровень напряжение на неинвертирующем входе компаратора (вывод 5IC1 А). Это приводит к тому, что компаратор будет удерживать транзисторный ключ открытым при меньшем, чем 12,8В, напряжении АКБ. Только тогда, когда напряжение аккумулятора станет меньше 11,6 В, напряжение на неинвертирующем входе компаратора станет меньше, чем на инвертирующем, и компаратор закроет ключ BG1. Контакты реле разомкнутся, и питание на потребитель поступать не будет.
На втором ОУ микросхемы LM358P, который имеет на схеме (рис.3) позиционный номер IC1 В, собрано устройство управления светодиодом индикации LED1.
Когда напряжение АКБ мало и ключ BG1 заперт (потребитель отключен), и напряжение на коллекторе BG1 равно напряжению питания, диоды D3 и D4 заперты, ОУ IC1В работает как генератор импульсов с периодом 1,5...2 с.
R7, С1 - времязадающая цепь.
R10, R13-цепь ПОС.
R11 - резистор начального смещения неинвертирующего входа ОУ IC1 В.
R9 - токоограничивающий резистор светодиода.
Как работает схема индикации?
Когда напряжение АКБ в норме и потребитель включен, то ключ BG1 открыт. Через этот ключ и разделительные диоды D3 и D4 неинвертирующий вход IC1В (вывод 2) подключен к корпусу и на выходе ОУ (вывод 2) будет напряжение близкое к напряжению питания микросхемы. Оно будет обеспечивать постоянное свечение светодиода LED1.
Когда напряжение АКБ ниже нормы и потребитель отключен, транзистор BG1 заперт. Конденсатор С1 будет заряжаться через внутренние цепи микросхемы и резистор R7, поддерживая некоторое время напряжение на инвертирующем входе IC1В на несколько меньшем уровне, чем на неинвертирующем, что обеспечивает свечение светодиода. Когда напряжение на С1 (инвертирующий вход) превысит напряжение на неинвертирующем входе, напряжение на выходе ОУ (вывод 1) уменьшится. Светодиод погаснет и будет поддерживаться в этом состоянии, пока С1 будет разряжаться через R7 и микросхему. По окончанию разряда С1 он опять начнет заряжаться, и процесс будет повторяться. Т.е. светодиод будет работать в проблесковом (моргающем) режиме.
В начале статьи мы отметили, что устройство М-50к-12 было неисправно. При нормальном напряжении бортовой сети на входе устройства, напряжение на выход его не поступало, а светодиод работал в проблесковом режиме. Причем неисправность была периодической. Причиной этого дефекта оказался периодический обрыв резистора цепи ПОС компаратора R6 750 кОм. Замена этой детали полностью восстановила нормальную работу прибора.
В заключение отметим, что в схеме этого устройства используются давно известные схемотехнические решения, которые вполне могут стать основой для целого ряда радиолюбительских конструкций.

PA 6'2011