Пристрій для заряджання малогабаритних акумуляторів

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

 Коментарі до статті

На живленні малогабаритної апаратури від гальванічних елементів та батарей за сьогоднішніх цін можна буквально розоритися. Вигідніше, витратившись один раз, перейти на використання акумуляторів. Для того щоб вони служили довго, їх необхідно правильно експлуатувати: не розряджати нижче за допустиму напругу, заряджати стабільним струмом, вчасно припиняти зарядку. Але якщо за виконанням першої з цих умов доводиться стежити самому користувачеві, виконання двох інших бажано покласти на зарядний пристрій. Саме такий пристрій описується у статті.

При розробці ставилося завдання сконструювати пристрій, що має такі характеристики:

• широкими інтервалами зміни зарядного струму та напруги автоматичного припинення зарядки (АПЗ). що забезпечують зарядку як окремих акумуляторів, що застосовуються для живлення малогабаритної апаратури, так і складених батарей при мінімальному числі механічних перемикачів;
• близькими до рівномірних шкал регуляторів, що дозволяють з прийнятною точністю встановлювати зарядний струм і напругу АПЗ без будь-яких вимірювальних приладів;
• високою стабільністю зарядного струму за зміни опору навантаження;
• відносною простотою та гарною повторюваністю.

Цей пристрій повністю відповідає цим вимогам. Воно призначене для заряджання акумуляторів Д-0,03, Д-0,06. Д-0,125, Д-0,26, Д-0,55. ЦНК-0,45, НКГЦ-1,8, їх імпортних аналогів та батарей, складених із них. До виставленого порога включення системи АПЗ акумулятор заряджається стабілізованим струмом, що не залежить від типу та числа елементів, при цьому напруга на ньому в міру заряджання поступово зростає. Після спрацювання системи на акумуляторі стабільно підтримується виставлена ​​раніше постійна напруга, а зарядний струм зменшується. Іншими словами, перезаряджання та розряджання акумулятора не відбувається, і він може залишатися підключеним до пристрою тривалий час.

Пристрій можна використовувати як блок живлення малогабаритної апаратури з регульованою напругою від 1,5 до 13 В та захистом від перевантаження та короткого замикання в навантаженні.

Основні технічні характеристики пристрою такі:

• зарядний струм на межі "40 мА" - 0...40, на межі "200 мА" - 40...200 мА;
• нестабільність зарядного струму при зміні опору навантаження від 0 до 40 Ом – 2.5 %;
• межі регулювання напруги спрацьовування АПЗ - 1,45...13 Ст.

Принципова схема пристрою зображено на рис. 1.

Як стабілізатор зарядного струму застосовано джерело струму на транзисторі \Л"4. Залежно від положення перемикача SA2 струм у навантаженні Iн визначається співвідношеннями: ІН = (UБ - UБЕ)/R10 та IН = (UБ - UБЕ)/(R9 + R10 ), де UБ - напруга на базі транзистора VT4 щодо плюсової шини, В; UБЕ - падіння напруги на його емітерному переході, В;

З цих виразів випливає, що. змінюючи напругу з урахуванням транзистора VT4 змінним резистором R8. можна регулювати струм навантаження у межах. Напруга на цьому резистори підтримується незмінним стабілітроном VD6, струм через який, у свою чергу, стабілізований польовим транзистором VT2. Все це забезпечує нестабільність зарядного струму, зазначену в технічних характеристиках. Застосування джерела стабільного струму, керованого напругою, дозволило змінювати зарядний струм до дуже малих значень, мати близьку до рівномірної шкали регулятора струму (R8) і досить просто перемикати межі його регулювання.

Система АПЗ. спрацьовує після досягнення гранично допустимої напруги на акумуляторі або батареї, включає компаратор на ОУ DA1, електронний ключ на транзисторі VT3, стабілітрон VD5. стабілізатор струму на транзисторі VT1 та резисторах R1 - R4. Індикатором зарядки та її закінчення служить світлодіод HL1.

При підключенні до пристрою розрядженого акумулятора напруга на ньому та неінвертуючому вході ОУ DA1 менше зразкового на інвертуючому, яке встановлено змінним резистором R3. Тому напруга на виході ОУ близько до напруги загального дроту, транзистор VT3 відкритий, через акумулятор тече стабільний струм, значення якого визначається положеннями двигуна змінного резистора R8 і перемикача SA2.

У міру заряджання акумулятора напруга на вході, що інвертує, ОУ DA1 зростає. Підвищується напруга і його виході, тому транзистор VT2 виходить з режиму стабілізації струму, VT3 поступово закривається і його колекторний струм зменшується. Процес триває до того часу. поки стабілітрон VD6 не перестає стабілізувати напругу на резисторах R7, R8. Зі зниженням цієї напруги транзистор VT4 починає закриватися і зарядний струм швидко зменшується. Його кінцеве значення визначається сумою струму саморозрядження акумулятора та струму, що тече через резистор R11. Іншими словами, з цього моменту на зарядженому акумуляторі підтримується напруга, встановлена ​​резистором R3, а через акумулятор тече струм, необхідний підтримки цієї напруги.

Світлодіод HL1 індикує включення пристрою в мережу та дві фази процесу заряджання. За відсутності акумулятора на резистори R11 встановлюється напруга, що визначається положенням двигуна змінного резистора R3. Для підтримки цієї напруги потрібно дуже незначний струм, тому HL1 світиться дуже слабко. У момент підключення акумулятора яскравість його світіння зростає до максимальної, а після спрацьовування системи АПЗ після заряджання - стрибкоподібно зменшується до середньої між названими вище. За бажання можна обмежитися двома рівнями свічення (слабке, сильне), для чого достатньо підібрати резистор R6.

Деталі пристрою змонтовані на друкованій платі, креслення якої показано на рис. 2. Вона виконана методом прорізування фольги та розрахована на встановлення постійних резисторів МЛТ, підстроювального (дротяного) ППЗ-43. конденсаторів К52-1Б (С1) та KM (С2). Транзистор VT4 встановлений на тепловідвід з ефективною площею теплового розсіювання 100 см2. Змінні резистори R3 та R8 (ППЗ-11 групи А) закріплені на передній панелі пристрою та забезпечені шкалами з відповідними відмітками.

(Натисніть для збільшення)

Перемикачі SA1 і SA2 - будь-якого типу, бажано, однак, щоб контакти використовуваного як SA2 були розраховані на комутацію струму не менше 200 мА.

Мережевий трансформатор Т1 повинен забезпечувати на вторинній обмотці змінну напругу 20 при струмі навантаження 250 мА.

Польові транзистори КП303В можна замінити на КП303Г – КП303І, біполярні КТ361В – на транзистори серій КТ361. КТ3107, КТ502 з будь-яким буквеним індексом (крім А), а КТ814Б – на КТ814В, КТ814Г, КТ816В, КТ816Г. Стабілітрон Д813 (VD5) необхідно підібрати з напругою стабілізації не менше 12,5 В. Замість нього допустимо використовувати Д814Д або будь-які два з'єднані послідовно малопотужні стабілітрони з сумарною напругою стабілізації 12,5... 13,5 В. Можлива заміна ППЗ-11 ( R3, R8) змінними резисторами будь-якого типу групи А, а ППЗ-43 (R10) - підстроєним резистором будь-якого типу з потужністю розсіювання не менше ніж 3 Вт.

Налагодження пристрою починають з вибору яскравості світіння світлодіода HL1. Для цього переводять перемикачі SA1 та SA2 відповідно до положень "13 В" і "40 мА". а двигун змінного резистора R8 - в середнє, підключають до гнізда XS1 і XS2 резистор опором 50 ... 100 Ом і знаходять таке положення двигуна резистора R3. у якому змінюється яскравість свічення HL1. Збільшення відмінності в яскравості світіння досягають підбором резистора R6.

Потім встановлюють межі інтервалів регулювання зарядного струму та напруги АПЗ. Підключивши до виходу пристрою міліамперметр із межею вимірювання 200...300 мА. переводять двигун резистора R8 в нижнє (за схемою) положення, а перемикач SA2 - положення "200 мА". Зміною опору підстроювального резистора R10 домагаються відхилення стрілки приладу до позначки 200 мА. Потім переміщають двигун R8 у верхнє положення і підбором резистора R7 досягають показань 36...38 мА. Нарешті, перемикають SA2 положення "40 мА". повертають двигун змінного резистора R8 в нижнє положення і підбором R9 встановлюють вихідний струм у межах 43...45 мА.

Для підганяння меж інтервалу регулювання напруги АПЗ перемикач SA1 встановлюють в положення "13 В", а до виходу пристрою підключають вольтметр постійного струму з межею вимірювання 15...20 В. положення движка резистора R1. Після цього, перевівши SA4 в положення "4,5", в тих же положеннях двигуна R13 встановлюють стрілку приладу на позначки 3 і 1 В підбором резистора R4,5.

Далі, знову підключивши до виходу міліамперметр, градуюють шкалу регулятора зарядного струму (R8). а за допомогою вольтметра – шкалу регулятора напруги АПЗ (R3).

У процесі експлуатації напруга АПЗ встановлюють з розрахунку 1,4... 1,45 на один заряджається акумулятор.

Якщо пристрій не передбачається використовувати для живлення радіоапаратури, індикацію закінчення зарядки погасанням світлодіода можна замінити його блиманням, для чого достатньо ввести в компаратор гістерезис - доповнити пристрій резисторами R12, R13 (рис. 3), а видалити резистор R6.

Після такого доопрацювання при досягненні встановленого значення напруги АПЗ світлодіод HL1 згасне, а зарядний струм через акумулятор повністю припиниться. В результаті напруга на ньому почне падати, тому знову увімкнеться стабілізатор струму і загориться світлодіод HL1. Іншими словами, при досягненні встановленої напруги HL1 почне блимати, що іноді наочніше, ніж якась середня яскравість свічення. Характер процесу заряджання акумулятора в обох випадках залишається незмінним.

Автор: Н.Герцен, м.Березники Пермської обл.

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 Воскресіння мамонтів 21.02.2017 Група гарвардських учених оголосила, що вже близька до воскресіння мамонтів. Дослідники вважають, що вже менше ніж через два роки зможуть створити повністю функціональний ембріон, хоча для створення дорослого мамонта часу буде потрібно набагато більше. Воскресити вимерлу тварину непросто. Мамонт - це ідеальний кандидат, щоб стати першим воскресінням, оскільки чимало незайманих зразків мамонтів збереглося, а найближчі родичі цих створінь, слони, прямо зараз ходять по Землі. Проте, обговорення у тому, як саме знову оживити мамонтів, сьогодні йде повним ходом. По-перше, бракує достатньої кількості відповідного генетичного матеріалу для клонування. Звичайно, тканин мамонтів знайдено багато, але більша частина їхньої ДНК знищена через перебування у вічній мерзлоті. У Південній Кореї сподіваються знайти достатньо ДНК для клонування, але гарвардська група хоче скористатися іншим способом. Вона генетично модифікує геном слонів, замінюючи частину генів слонів на гени мамонтів. По суті вони намагаються вручну побудувати геном мамонта. В результаті вийде тварина, яка не буде точно схожа на вимерлу версію, але на вигляд виявиться більш-менш ідентичною. Гарвардські вчені хочуть імплантувати створений геном усередину ембріона слонів, що, за їх оцінками, можна буде зробити вже протягом найближчих двох років. Як тільки це вийде, вони помістять ембріон у штучну матку. Щоправда, поки технології недостатньо, тож мине ще кілька років, перш ніж ми побачимо справжнього шерстистого мамонта, або навіть цілий парк мамонтів.

Інші цікаві новини:

▪ Заряджання гаджетів вібрацією від ходьби

▪ Серійний електричний SUV Smart #1

▪ Динозаврів час скорочувати

▪ Секрет довголіття гінкго

▪ Антистресова музика для котів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Велика енциклопедія для дітей та дорослих. Добірка статей

▪ стаття Не дай Бог побачити російський бунт, безглуздий і нещадний. Крилатий вислів

▪ стаття Чи можуть тварини спілкуватися? Детальна відповідь

▪ стаття Нут. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Прилад контролю ЕПС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття 1 + 1 не завжди дорівнює двом. 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