Компьютерное моделирование разработанного устройства

Для проведения компьютерного моделирования воспользуется бесплатным программным пакетом LTspice. Он позволяет проводить моделирование электромагнитных процессов, протекающих в электрических цепях, с параметрами элементов, приближенными к реальным. Это достигается путем описания радиоэлектронных устройств на spice-языке с указанием их реальных параметров.

Для моделирования применялась spice-модель микросхемы МС34063. Рабочий стол программы представлен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема защиты АКБ от перезаряда в LTspice

Для упрощения расчетов, а следовательно и уменьшения вычислительных мощностей и времени моделирования, были приняты следующие допущения.

Все источники напряжения идеальные. Выходная емкость С3 преобразователя взята заведомо ниже расчетной. Операционный усилитель U2 в схеме LTspice – идеальный. В качестве транзистора Q1 выбран n-p-n транзистор 2N2219A из стандартной библиотеки программы. Переходным процессом при старте системы пренебрегаем.

Источник напряжения V3 является эквивалентом аккумулятора. Он выдает синусоидальное напряжение с амплитудой 2 В, частотой 1 кГц и постоянной составляющей 12 В. Таким образом ведется наблюдение за тем, как будет вести себя схема в момент, когда напряжение на аккумуляторе ниже
12,6 В, и в момент, когда напряжение на АКБ будет равно 12,6 В.

Результаты моделирования приведены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Результаты моделирования схемы в LTspice

На рисунке 3.3 синим цветом обозначено напряжение на выходе повышающего преобразователя (опорное напряжение); зеленым цветом – напряжение на аккумуляторе; красным цветом – напряжение на обмотке реле (резистор R7).

По осциллограммам видно, что в момент, когда напряжение на аккумуляторе достигает значения 12,6 В к обмотке реле прикладывается напряжение 11,3 В (12В – 0,7В падение на транзисторе). В моменты, когда напряжение на аккумуляторе ниже уровня опорного напряжения, напряжение на обмотке реле равно нулю.

Основываясь на данных, полученных в ходе компьютерного моделирования, можно сделать вывод, что разработанная схема устройства защиты аккумулятора от перезаряда с автоматическим отключение при полном заряде работает верно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсового проекта был проведен обзор научно-технической литературы пот теме аккумуляторных батарей.

На основе теоретических данных разработана электрическая структурная схема устройства защиты аккумулятора от перезаряда с автоматическим отключение при полном заряде.

Разработана электрическая принципиальная схема устройства защиты аккумулятора от перезаряда с автоматическим отключение при полном заряде с применением современной элементной базы.

Проведено компьютерное моделирование разработанной схемы в среде LTspice. Получены экспериментальные данные, подтверждающие правильность работы схемы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Интернет энциклопедия. Автомобильный аккумулятор [Электронный ресурс]. Режим доступа свободный: https://ru.wikipedia.org/
wiki/Автомобильный_аккумулятор (дата обращения 02.02.2016 г.).

2. Схемы зарядных устройств [Электронный ресурс]. Режим доступа свободный: http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/Battery_Chargers.htm (дата обращения 02.02.2016 г.).

3. Документация на реле RT334012. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://lib.chipdip.ru/145/DOC000145160.pdf (дата обращения 02.02.2016 г.).

4. Документация на LM358. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://lib.chipdip.ru/142/DOC000142719.pdf (дата обращения 02.02.2016 г.).

5. Документация на транзистор BC847. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://lib.chipdip.ru/156/DOC000156773.pdf (дата обращения 02.02.2016 г.).

6. Тепляков И.М, Рощин Б. В, Фомин А.И. Радиосистемы передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.: Радио и связь. 2004 г. 264с.

7. Радиотехнические методы передачи информации: Учебное пособие для вузов/ В.А. Борисов, В.В Калмыков, Я.М. Ковальчук и др. Радио и связь. 2012 г. 304с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А – Принципиальная схема

ПРИЛОЖЕНИЕ В – Структурная схема