|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Цифровий зарядний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи Переваги індивідуальної зарядки акумуляторів, що складають батареї живлення апаратури, вимірювальних приладів, загальновідомі: продовжується термін їх служби, з'являється можливість одночасної зарядки акумуляторів з різних батарей і т. п. Однак радіоаматори рідко будують зарядні пристрої багатоканальними - відлякують уявна складна. Автор статті, що публікується, стверджує, що в даному випадку не варто шкодувати про витрати - вони окупляться. Згадаймо, про що говорить народна мудрість: "Скупий платить двічі". У пресі, наприклад [1], з'явився опис багатоканального зарядного пристрою (ЗУ) з контролем напруги кожного з акумуляторів, що заряджаються, і обмеженням зарядного струму після досягнення порогової напруги зарядки. Як і всі такі автоматичні пристрої з контролем ступеня заряджання акумулятора, вони, звичайно, зручні у користуванні. Але, як показує досвід, подібна побудова ЗУ призводить до погіршення його ККД порівняно з послідовним включенням акумуляторів, невиправданим ускладненням. З погіршенням ККД при живленні від мережі ще можна змиритися: у процесі експлуатації батареї вартість електроенергії, витраченої на її зарядку, мізерна в порівнянні з вартістю самих акумуляторів і ЗУ Ускладнення ж ЗУ автори статті, про яку згадувалося вище, на мій погляд, подолали "в лоб" - при нарощуванні числа каналів до чотирьох вони застосували і чотиривірний ОУ Думаю, це не найкраще вирішення проблеми. Справа в тому, що загальна тенденція розвитку схемотехніки серійних пристроїв останніх двох десятиліть свідчить про зменшення в їхньому складі питомої частки аналогових пристроїв, заміною їх цифровими, які в умовах масового виробництва мають кращу повторюваність вихідних параметрів. Незважаючи на те, що радіоаматори, як правило, створюють поодинокі конструкції, повторюваність для них має не менше значення: простіше, звичайно, зібрати пристрій за принципом "зробив і забув, як він працює", ніж витратити на його налагодження дорогоцінний творчий запал. Важливо й те, що сьогодні елементи цифрової техніки дешевші та доступніші. Пропонований "цифровий" ЗУ на чотири канали для нікель-кадмієвих акумуляторів (див. схему) розроблялося саме виходячи з таких передумов.
Основні технічні характеристики:
Робота ЗУ полягає у наступному. На вхід CN (висновок 1) лічильника DD1 надходять тактові імпульси з частотою 100 Гц. На його виходах 2 і 4 (висновки 12 і 13) є в двійковому коді деяка цифрова комбінація, що є адресою, тобто номером каналу зарядного пристрою. Сигнал цього коду надходить на адресний вхід мультиплексора (висновки 10. 9 мікросхеми DD2). Припустимо, що зараз у лічильник DD1 записано число I (1=0, 1, 2, 3). Через мультиплексор (входи X DD2) напруга з 1-го каналу ЗУ надходить на неінвертуючий вхід (висновок 3) компаратора DA1, який порівнює його із зразковим, відповідним встановленим напругою закінчення зарядки акумулятора. На виході компаратора (висновок 6) на час закінчення 1-го тактового імпульсу сформується напруга високого рівня (акумулятор, підключений до 1-го каналу, заряджений), або низького рівня (акумулятор розряджений), яке надходить на входи D тригерів мікросхем DD3, DD4 всіх чотирьох каналів. У цей момент через дешифратор (входи Y мікросхеми DD2) на тактовий вхід З 1-го тригера надходить імпульс низького рівня, своїм спадом (зміною напруги з -3 до +3 В), що робить запис інформації з інформаційного входу D. Стан цього тригера залишиться постійним до наступного тактового імпульсу, т. е. до повторення адреси. Напруги з виходів тригера, наприклад, тригера DD3.1 зарядного вузла А1, надходять на ключові транзистори VT2, VT3, які включають відповідно зарядний струм (акумулятор G1, підключений до каналу з адресою "0", розряджений) і індикатор HL2 "Немає зарядки червоного кольору свічення (акумулятор заряджений). Таким чином, в описуваному пристрої використовується єдиний аналоговий "слизький" елемент - компаратор DA1, по черзі (як гросмейстер під час сеансу одночасної гри) приймає рішення по кожному з чотирьох акумуляторів: бути йому протягом чотирьох наступних тактів під зарядкою чи ні. Тактові імпульси, що йдуть з подвоєною частотою мережі (98... 100 Гц), надходять на вхід лічильника DD1 з виходу випрямляча VD1VD2 через формувач, утворений елементами R3, С5, VT1, R4. З виходів лічильника тактова послідовність перемикає канали ЗУ із частотою, близькою до 6 Гц (fтакт=2·fсети/16=2-50/16 - 6 Гц), а перемикання кожного каналу ЗУ відбувається із частотою близько 1,5 Гц: (fперекл = fтакт/4 · 250/16/4 - 1,5 Гц). При цьому частота "моргання" індикаторів зарядки HL2 - HL5, при лінійному їх розташуванні та відсутності акумуляторів у ЗУ (першим імпульсом канал включається, а наступним - вимикається, тобто частота "моргання" індикаторів ще в 2 рази нижче), не дратує користувача - робота пристрою у разі нагадує всім відому ялинкову гірлянду. Якщо частоту "морганія" вибрати більшою, наприклад 10 кГц, то світлові сигнали індикаторів перестануть бути помітними - пристрій не буде привертати до себе підвищену увагу, а якщо меншою - робить незручним усунення неконтакту, що часто виникає при підключенні до ЗУ акумулятора з окисленою контактною поверхнею. Конденсатор С5 запобігає можливим збоям лічильника DD1 через перешкоди в мережі живлення. Щоб уникнути виходу з ладу мікросхем при зміні полярності напруги акумулятора, що заряджається (через його переполюсовки або помилкового підключення), живлення їх обрано двополярним. Функцію компаратора (DA1) виконує ОУ КР140УД1208, що забезпечує гарантовані параметри за низької напруги живлення. Він, крім того, є відносно "повільним" і забезпечує затримку зміни напруги на інформаційному вході тригерів D при надходженні тактового імпульсу на С-вхід, тобто має "вбудований ФНЧ" на виході. Світлодіод HL1 (зеленого кольору світіння), що є індикатором включення пристрою в мережу, спільно з резисторами R11 - R13 утворює джерело зразкової напруги Відповідну йому напругу на вході компаратора DA1, що інвертує, встановлюють резистором R12 рівним напруги заряду. Для підвищення ККД згладжування випрямленої напруги конденсаторами С1 і С2, що фільтрують, відбувається тільки в ланцюгах живлення малої потужності. Напруга живлення малопотужної частини пристрою стабілізовано параметричними стабілізаторами R1VD4 та R2VD5. Усі постійні резистори - С2-23, підстроювальний R12 - СПЗ-19 або, що краще, багатооборотний СП5-2, СП5-14. Конденсатори - К10-17і К50-35. Замість КР140УД1208 застосуємо його аналог з інших серій ОУ, працездатний при низькій напрузі живлення. Бажано, щоб потужні випрямні діоди VD1 і VD2 були з бар'єром Шоттки і, можливо, меншим прямим падінням напруги. Транзистори серії КТЗ102 (VT2-VT9), які працюють у ключовому режимі, мають бути з високим значенням коефіцієнта передачі струму бази. При застосуванні транзисторів з меншим чисельним значенням цього параметра здатності навантаження тригерів мікросхем виявиться недостатньо для введення транзисторів в насичення (особливо VT2, VT4, VT6, VT8, що включають струм зарядки акумуляторів). У такому разі доведеться застосувати стабілітрон VD4 з великою напругою стабілізації, наприклад, КС139А. Мережевий блок живлення виконаний на трансформаторі потужністю 3 Вт. Чинне значення напруги кожної з його обмоток II і III під навантаженням - 5 У. Можна використовувати уніфіковані накальные трансформатори серії ТН. Конструктивно ЗУ виконано в корпусі, спаяному із пластин фольгованого склотекстоліту товщиною 2 мм. У верхній частині корпусу є касета для підключення акумуляторів, що заряджаються, а навпроти кожного акумулятора - відповідний йому індикатор зарядки. У верхній та нижній стінках корпусу в районі розміщення мережевого трансформатора просвердлені вентиляційні отвори. Конденсатори С6, С7 та С8-С10, що шунтують ланцюги живлення мікросхем, слід розставити на різних ділянках монтажної плати. Налагодження правильно зібраного пристрою нескладне. Після ввімкнення живлення повинен засвітитися індикатор HL1 (зеленого кольору свічення) та "блимати" індикатори HL2-HL5 (червоного свічення). Потім, по черзі замикаючи контакти кожного з каналів пристрою, перевірте, чи при цьому гасне відповідний індикатор. Після такої попередньої перевірки підключіть до будь-якого з каналів пристрою заряджений акумулятор і підстроювальним резистором R12 встановіть на вході компаратора DA1 зразкову напругу, що дорівнює 1,43 В. При цьому індикатор зарядного блоку цього каналу повинен світитися. Працювати ж із пропонованим ЗУ ще простіше. Протріть контактні поверхні заряджуваних акумуляторів спиртом і, дотримуючись полярності, підключіть їх до пружинних контактів касети. Якщо акумулятор розряджений, то відповідний світлодіод не повинен світитися взагалі. Все "миготіння" світлодіодів, що частішає, свідчить про швидке закінчення зарядки акумуляторів, а якщо якийсь з акумуляторів повністю заряджений, то його світлодіод горить безперервно. Коротко про можливе вдосконалення описаного ЗУ Джерело зразкової напруги (ІОН), побудоване на світлодіодах, має відчутний негативний ТКН - приблизно 2 мВ/° при робочій температурі. Отже, підвищення температури на 15 ° С призводить до недозарядки акумулятора приблизно на 0,03 В. Це, звичайно, не є серйозним недоліком ЗУ - через особливості вольт-амперної характеристики нікель-кадмієві акумулятори "недобирають" з цієї причини лише кілька відсотків від загальної енергії, що запасається. Для зниження впливу температури на такий варіант ІОН він розміщений далеко від теплових потоків. За бажання добитися ще більшої точності роботи ЗУ можна встановити досконаліший ІОН, наприклад, описаний у [3]. Але тоді витрати на деталі ЗУ, що конструюється, зростуть. Якщо мережний трансформатор блоку живлення має достатній запас потужності, можна збільшити струм заряджання акумуляторів або кількість каналів пристрою. Для збільшення струму зарядки достатньо замінити транзистори VT2, VT4, VT6 і VT8 на складові, наприклад КТ973А, стабілітрон VD4 - на КС139А (або КС147А) і відповідно змінити опір і потужність розсіювання токозадавальних резисторів R15, R17, R19. Число ж каналів найбільше просто збільшити до восьми, застосувавши у пристрої восьмиканальний мультиплексор К21КП561. І останнє. Цілодобова робота пристрою (при цьому акумулятори можуть легко зберігатися в ньому) передбачає дуже ретельне конструктивне виконання з виконанням вимог техніки безпеки. література
Автор: В.Журавльов, м.Енергодар Запорізької обл.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Процесор ARM Cortex-A12 виготовлений за техпроцесом 28nm-SLP ▪ Автомобіль дізнається обличчя водія ▪ 16-розрядний мікроконтролер сімейства HCS12X ▪ Плата відеозахоплення Area Ragno GRABBER 2
▪ розділ сайту Побутові електроприлади. Добірка статей ▪ стаття Марк Туллій Цицерон. Знамениті афоризми ▪ стаття Де можна зустріти поховання у вигляді трун, прибитих до скель? Детальна відповідь ▪ стаття Оміжник водний. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Пасивні сонячні системи. Теплоізоляція Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ Желатиновий холодець випробовуємо на клейкість. Хімічний досвід
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page