Джерело струму компенсації саморозряду акумуляторної батареї. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи

 Коментарі до статті

Оскільки саморозряд хімічних джерел струму - справа неминуча, його компенсації у радіоаматорській літературі завжди приділяли увагу. Схема автоматичної приставки, яку після нескладного доопрацювання будь-якого зарядного пристрою можна застосувати для цієї мети, наведена в [1]. Існує і другий варіант - використання цієї мети малопотужного джерела струму (ІТ), постійно підключеного до АКБ при її тривалому зберіганні. Такі пристрої випускалися навіть промисловістю. Як базова (рис.1) у першому варіанті (рис.2) ІТ була використана схема підзарядного пристрою типу УП-Н12-0,05-УХЛ3.1, яке у грудні 1992 р. було випущено ВО "Закарпатмаш" у м. Вінниця. Оскільки при експериментах зі схемою було тільки посібник з експлуатації, крім параметрів, наведених у ньому за потужністю споживання (5,5 Вт в режимі короткого замикання) ІТ в режимі короткого замикання (КЗ), і величини струму КЗ 250 мА, інших конструктивних даних пристрою не було.

Виходячи з цих даних, було проведено орієнтовний розрахунок трансформатора живлення. Визначено величину вхідної напруги: 5,5 Вт/0,25 А=22 В. З трансформаторів, що є під рукою, найбільш підходящим виявився понижувальний трансформатор (ПТ) для 24-вольтового 25-ватного паяльника від електропаяльного набору 2.940.005ТУ, що випускався Вінницьким заводом Маяк", схема якого показана на рис.3. Цей трансформатор забезпечує отримання на двох штатних гніздах типу СГЗ напруг 24 і 28, має досить малий струм "холостого ходу" (25 мА). Конструктивно вирішена і проблема електробезпеки: первинна та вторинна обмотки розташовані в окремих секціях каркасу. Опір первинної обмотки приблизно 100 Ом.

Пристрій (рис. 1) є ІТ з високим внутрішнім опором, виконаним на потужному транзисторі VT1.

(Натисніть для збільшення)

Постійність параметрів вихідного струму забезпечується подачею стабілізованої напруги з джерела опорної напруги (ІОН) на базу VT1, у зв'язку з чим його вихідний струм практично не залежить від величини навантаження ланцюга колектора. При простий схемотехніці ІТ має хорошу температурну стабільність [2]. Високі параметри отримані завдяки використанню як ІОН світлодіода, що виконує функції стабістора. Внаслідок взаємної компенсації позитивного температурного коефіцієнта h_21е(+2 мВ/град) біполярного транзистора та негативного температурного коефіцієнта зміни падіння напруги від температури світлодіода вдалося отримати стабільність параметрів струму заряду від температури, що суттєво при тривалому періоді роботи пристрою.

Певним недоліком схем рис.1 і рис.2 є можливість помилкового підключення АКБ до ІТ у протилежній полярності з усіма наслідками, що з цього випливають. У [3] цей недолік усунено, проте схема ІТ дещо ускладнена. Простіше порівняно з [3] схемотехнічне рішення використано у другому варіанті схеми ІТ, показаної на рис.4. На відміну від схем рис.1 і рис.2, замість резистора R2 тут використаний транзисторний ключ, керований напругою від АКБ, що заряджається, аналогічно [1 ]. З міркувань, що світлодіодна індикація має однозначно визначати стан пристрою на даний момент, схемою рис.4 порівняно з [3] приділено більшу увагу. У схему введено двоколірний світлодіодний індикатор, який однозначно індикує ту чи іншу полярність підключення АКБ до ІТ. Введення транзисторного ключа дозволяє повністю виключити розряд АКБ через ІТ при інверсному підключенні, а також усунути режим короткого замикання, оскільки при замиканні XS1 і XS2 керуючого напруги в потрібній полярності на базу VT2 не надходить, він закритий, і можливий ланцюг розряду АКБ перервано.

Індикатор полярності підключення АКБ до ІТ складається з двох світлодіодів: VD5 типу AJ1307A та VD6 типу АЛ307В червоного та зеленого кольору свічення відповідно. Його робота очевидна. Схемотехнічно світлодіоди в індикаторі крім сигналізації виконують функцію самозахисту: світиться діод, що захищає від впливу зворотної напруги (Uобр.макс=4 В) світлодіод, включений назустріч, обмежуючи на ньому Uобр.макс на рівні 1,6... 1,8 Замість двох світлодіодів різного кольору світіння можна застосувати двоколірний світлодіод. Величина струму розряду АКБ через світлодіодний індикатор при відключеному напрузі електромережі 220 визначається резистором R4. Для цієї конструкції він дорівнює 15мА. Варіанти можливих станів світлодіодних індикаторів наведено у таблиці.

Для зменшення непотрібних втрат за ланцюгами індикації підключення до електромережі 220 В, діод VD8 підключений до обмотки ПТ із змінною напругою 4 В (Т1, рис.3). Діод VD8 також захищений від зворотної напруги за допомогою включеного у зустрічному напрямку кремнієвого діода VD7.

Даних про використаний радіатор у [4] не було. У першому варіанті реальної конструкції був застосований потужний кремнієвий транзистор КТ803, який, як випливає з довідника [5], розсіює потужність без радіатора 5 Вт.

Оскільки найважчим режимом для VT1 (рис.2) є режим КЗ (як можливий), у цьому режимі (200 мА) і було перевірено роботу схеми. Потужність, що розсіюється в цьому режимі на транзисторі, що регулює: Р=240,2=4,8 (Вт). У процесі експериментів транзистор VT1 нагрівався суттєво, тому було встановлено на додатковий радіатор (пластину) з дюралюмінію розмірами 46x85x1,5 мм. Сама пластина була укріплена на верхній кришці корпусу ПТ на трьох різьбових стійках заввишки 12 мм.

Фізичний зміст більшої величини струму КЗ, ніж струм компенсації саморозряду (ТКС) при роботі ІТ на АКБ (як на хімічне джерело струму), у певному спрощенні можна представити як віднімання напруги АКБ з живлення при постійних внутрішніх опорах ІТ, АКБ та інших умовах. Після доопрацювання схеми рис.2 транзисторним ключем (рис.4) тепловий режим VT1 значно покращився (Р=24 В0,06А=1,44 Вт), проте конструкція пластинчастого радіатора з встановленим на ньому VT1 була залишена з міркувань збереження об'єму монтажного.

(Натисніть для збільшення)

Монтаж елементів випрямляча та ІТ виконаний між пластиною та верхньою площиною корпусу ПТ навісним способом. У пластині просвердлені чотири отвори діаметром 5 мм, які встановлені світлодіоди. Світлодіоди та пластина взаємно зафіксовані за допомогою молекулярного клею. Підключення ІТ до АКБ здійснюється за допомогою з'єднувача СШ5 та гнучкої двопровідної лінії із затискачами відповідної конструкції. Як XS1 і XS2 (рис.2 і рис.4) використані вільні гнізда XS2.4 і XS2.5 ПТ (рис.3), які встановлені додаткові пелюстки. Внаслідок такого доопрацювання ПТ повністю зберіг свої початкові функції.

Деталі. Транзистори в ІТ бажано застосувати кремнієві на потужність від 20 Вт і вище, бажано в металевому корпусі, з напругою 1) не менше 50 В. Резистор R1 типу МЛТ1, R2 МЛТ-0,5. Трансформатор Т1 (рис.3) можна виготовити самостійно, наприклад, на магнітопроводі Ш16x24 (S=3,84 см2) від вихідного трансформатора лампового УНЧ кольорового телевізора. Трансформаторна сталь, з якої виготовлявся його магнітопровід, на частоті 50 Гц має малі ват втрати, що важливо для Т1 при передбачуваному тривалому режимі роботи.

Розрахунок кількості витків Т1 проведено за рекомендаціями [6] за формулою 50/S (з урахуванням використання якісних магнітопроводів емпіричне число зменшено до 50). Звідки N=50/S (см2)=50/3,84=13 (витків/В). Кількість витків первинної обмотки 220x13 = 2870, вторинної 13х24х 1,2 = 370 + 13x4x1,2 = 63 (кількість витків вторинної обмотки збільшено на 20%). Діаметр дроту обмоток розраховують за такою формулою: d=0,8(l)^0,5. Для первинної обмотки з міркувань зменшення активного опору прийнято діаметр 0,15 мм. Наприклад, для вторинної обмотки за струму КЗ 0,2 A d=0,8(0,2)^0,5= 0,36 (мм). Струм "холостого ходу" двох виготовлених трансформаторів, розрахованих за наведеними формулами та зібраних на згаданих магнітопроводах, був близько 5 мА.

Налаштування схеми (рис.2). Від'єднують світлодіод VD2 (рис.2) від транзистора і підключають безпосередньо до випрямного мосту. Підключають до розриву ланцюга VD2 (точка А) авометр, включений амперметром. Замість резистора R2 приєднують потенціометр на 4,7 ком, включений реостатом і встановлений на максимум опору. Змінюючи опір потенціометра, встановлюють струм через VD2 10 мА. Приєднують VD2 до транзистора. Замість емітерного резистора R1 встановлюють дротяний потенціометр 47... 100 Ом, включений реостатом та встановлений на максимум опору. Підключають до XS1 та XS2 авометр, включений амперметром на максимальну межу вимірювання. Змінюючи опір потенціометра, встановлюють струм КЗ 200 мА. Величина ТКС АКБ, рекомендована [3], при підключеній (попередньо зарядженій) АКБ повинна становити 45 мА.

Примітка У зв'язку з шунтуванням переходом Е-Б транзистора VT1 ІОН, світлодіод VD2 (рис.1 та рис.2) без навантаження (за відсутності підключення АКБ або короткого замикання по виходу) не повинен світитися.

Налаштування схеми (рис.4). Підключають до виходу ІТ заряджену АКБ з напругою 14,5 В. Замінюють резистор R4 потенціометром на 470 ком, включеним реостатом і встановленим на максимум опору. Встановлюють потенціометр струм через міліамперметр 10 мА. Установка вихідного струму ІТ рис.4 аналогічна установці вихідного струму ІТ рис.2, але повинна проводитися тільки з підключеною до відповідної полярності АКБ. Розмір вихідного струму ІТ рис.4 повинна дорівнювати сумі ТКС АКБ плюс струм, що проходить через індикатор підключення АКБ, тобто. 45 +15 = 60 (мА).

література:

1. Елкін С. А. Зарядно-живильне пристрій з розширеними експлуатаційними можливостями // Електрик. – 2000. – №4. С.46.
2. Редакційний переклад "Світлодіод-термокомпенсатор"// Радіо.- 1978. - №4.-С.61. 3. Чайі Л. Зберігач заряду акумуляторних батарей// Радіохоббі. – 2003. – №4. – C.59.
3. Посібник з експлуатації УА2.940.017РЕ ПО "Закарпатмаш".
4. Терещук PM та ін. Напівпровідникові приймально-підсилювальні пристрої. Довідник радіоаматора. - К.: Наукова думка, 1981. - С. 125.
5. Поляков У. Зменшення поля розсіювання тронсформатора//Родио. – 1983. – №7. – C.28.

Автор: С.А. Єлкін

Дивіться інші статті розділу Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Yongnuo YN455 - бездзеркальна камера для Android 16.07.2021 Китайська компанія Yongnuo представила нову бездзеркальну камеру YN455, головною відмінністю якої стало використання операційної системи Android. Новинка отримала 20-мегапіксельний сенсор Micro Four Thirds та підтримку змінних об'єктивів. Камера вміє знімати відео дозволом 4К 3840 х 2160 пікселів на швидкості 30 кадрів в секунду. Новинка побудована на базі не названого поки що восьмиядерного процесора Snapdragon від Qualcomm, що працює на тактовій частоті до 2,2 ГГц. Передбачено 6 Гбайт оперативної пам'яті та постійний накопичувач об'ємом 64 Гбайт з можливістю розширення за допомогою картки формату microSD ємністю до 256 Гбайт. Для керування камерою та перегляду зроблених кадрів передбачений 5-дюймовий сенсорний похилий екран. Знімний акумулятор, ємністю 4400 мАг. Є два порти USB Type-C, 3,5-міліметровий комбінований аудіороз'єм, Wi-Fi, Bluetooth та GPS, а також 4G-модем.

Інші цікаві новини:

▪ Генетична причина раннього облисіння

▪ Світло позаземних міст

▪ Радіомаяки відстежують Android та iOS-пристрої

▪ Антибактеріальні пов'язки з дуріану

▪ Мурашиний крокомір

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Любителям подорожувати - поради туристу. Добірка статей

▪ стаття Я про минуле тепер не мрію. Крилатий вислів

▪ Що являли собою економічні основи та форми організації у Середньовіччі? Детальна відповідь

▪ стаття Завідувач виробництва (шеф-кухар). Посадова інструкція

▪ стаття Індикатор рівня води у радіаторі автомобіля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Скляні склянки. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024