Розробка конструкції зарядно-пускового пристрою для автомобільних акумуляторів

Abstract

У даній кваліфікаційній роботі розглянуто розробку конструкції зарядно-пускового пристрою для автомобільних акумуляторів, призначеного для заряджання акумуляторної батареї, її тренування в циклічному режимі заряд-розряд та допомоги при запуску двигуна автомобіля в разі недостатнього заряду. Основу пристрою становлять силова частина на базі трансформаторного джерела живлення і тиристорного випрямляча та вузол автоматичного керування. Пристрій забезпечує регулювання зарядного струму в межах 1…10 А, роботу в режимі тренування зі струмом розряду 0,8 А та пусковий режим зі струмом до 100 А. У схемі передбачено контроль напруги і струму, індикацію режимів роботи, захист від короткого замикання та блокування ввімкнення при неправильному підключенні акумулятора. Конструктивно виріб виконано в металевому корпусі зі сталі товщиною 1 мм. Основну частину малопотужних елементів розміщено на двосторонній друкованій платі зі склотекстоліту FR-4 з навісним монтажем і переважно вивідною елементною базою. Силовий трансформатор і тиристори винесено за межі плати, а тиристори встановлено на окремі радіатори, що покращує тепловий режим і спрощує компонування пристрою. У роботі виконано аналіз принципової схеми, вибір елементної бази, технічне обґрунтування конструкції, розрахунок друкованого монтажу та надійності, а також розглянуто питання технологічності виготовлення і складання виробу.

This qualification thesis considers the design of a battery charger-starter intended for charging an automotive battery, training it in a cyclic charge-discharge mode, and assisting engine starting when the battery charge is insufficient. The device is based on a power section built around a transformer supply and a thyristor rectifier, as well as an automatic control unit. The device provides charge current adjustment within the range of 1 to 10 A, operation in the training mode with a discharge current of 0.8 A, and a starting mode with a current up to 100 A. The circuit includes voltage and current monitoring, operating mode indication, short-circuit protection, and start blocking in case of incorrect battery connection. Structurally, the device is implemented in a metal enclosure made of 1 mm steel. Most low-power components are placed on a double-sided FR-4 printed circuit board with through-hole mounting and mainly DIP-packaged components. The power transformer and thyristors are located outside the PCB, while the thyristors are mounted on separate heat sinks, which improves the thermal conditions and simplifies the overall layout of the device. The thesis includes the analysis of the circuit diagram, the selection of the component base, the technical justification of the design, the calculation of printed circuit board parameters and reliability, as well as consideration of the manufacturability and assembly process of the device.