Зарядний пристрій з дискретною установкою зарядного струму

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

 Коментарі до статті

Під час заряджання різних акумуляторів потрібен певний зарядний струм для кожного з них. Пропонований пристрій дозволяє встановлювати 127 значень струму лише за допомогою семи вимикачів.

Цей зарядний пристрій розрахований на зарядку будь-яких малогабаритних акумуляторів з напругою від 1,5 до 12 і струмом зарядки від 1 до 127 мА. До нього можна підключати, наприклад, акумулятори Д-0,025, Д-0,06, Д-0,25, Д-0,55, ЦНК-0,45, ЦНК-0,9, а також батареї, складені з них. Струм заряджання не залежить від кількості акумуляторів, що заряджаються, і може бути дискретно встановлений у зазначеному вище діапазоні з кроком 1 мА без використання вимірювача струму. Нестабільність струму заряджання не перевищує 0,5%. Після досягнення на акумуляторі напруги, що відповідає повній зарядці, процес автоматично припиняється. Напругу порога припинення заряджання в залежності від типу акумулятора або батареї можна встановлювати від 1 до 12 В. Процес заряджання контролюється світлодіодом.

Високі характеристики нестабільності зарядного струму забезпечує джерело струму, в якому використано мікросхему КР142ЕН19 [1]. Ця мікросхема добре працює також у прецизійних джерелах струму [2] в діапазоні від декількох десятків мікроампер до кількох ампер.

Схема зарядного пристрою із зазначеною мікросхемою наведена на рис. 1.

Джерело струму утворюють мікросхема DA1, транзистори VT3, VT4 (вони утворюють складовий транзистор) і токозадаючі резистори R4-R10, що підключаються вимикачами SA2-SA8. Опір резисторів підібраний таким, щоб при підключенні одного з них встановлювався струм зарядки, вказаний на схемі. Одночасним підключенням кількох резисторів встановлюють сумарний струм. Наприклад, при замиканні контактів вимикачів SA2, SA4 сумарний струм складе 5 мА, а коли будуть замкнуті контакти всіх вимикачів, сумарний струм досягне 127 мА.

При необхідності дискретність установки струму можна змінити, зробивши її, наприклад, що дорівнює 2, 3, 5 мА. Опір відповідного токозадавального резистора в цьому випадку визначають за формулою

R = Uon/lзар(OM),

де Uon - опорна напруга мікросхеми DA1 (близько 2,5); Ізар - струм зарядки, А.А.

Вибираючи іншу дискретність, слід враховувати, що кожне наступне значення зарядного струму має бути вдвічі більшим за попередній, наприклад, 3, 6, 12, 24 і т.д.

Живлення на мікросхему DA1 надходить через ключ на транзисторі VT2, а режим її задає резистор R3. Акумулятор G1, що заряджається, підключають до виходу джерела струму через гнізда (або затискачі) Х2 і ХЗ. Діод VD5 запобігає розрядженню акумулятора при випадковому вимкненні живлення пристрою. Оскільки акумулятор заряджається від стабілізованого джерела, напруга на колекторах транзисторів VT3, VT4 дорівнюватиме різниці напруг джерела живлення та акумулятора. Ця напруга через емітерний повторювач, виконаний на транзисторі VT5, надходить на вхід (висновок 6) компаратора, зібраного на таймері КР1006ВІ1 [3]. На інший вхід компаратора (виведення 5) подається опорна напруга з движка змінного резистора R16.

На початку зарядки акумулятора напруга на колекторах транзисторів VT3, VT4 і, отже, на виведенні компаратора 6 більше опорної напруги, що надходить на його виведення 5. При цьому на виході компаратора (висновок 3) встановлюється низький рівень, який утримує транзистор VT1 в закритому стані. У результаті відкрито транзистор VT2, який включає джерело струму, і починається заряджання акумулятора. Запалюється світлодіод HL2, що контролює роботу джерела струму та процес зарядки.

У міру заряджання акумулятора напруга на колекторах транзисторів VT3, VT4 і, відповідно, на виведенні компаратора 6 зменшується. Як тільки воно зменшиться до напруги, встановленої на виведенні 5 компаратор спрацює. На виведенні компаратора 3 встановиться високий рівень, який відкриє транзистор VT1. Транзистор VT2 закриється, джерело струму відключиться. Світлодіод HL2 згасне, що вкаже про закінчення процесу заряджання.

При зниженні напруги акумулятора значення напруги гістерезису, встановлюваного підстроювальним резистором R14, процес зарядки відновиться.

Блок живлення пристрою складається з понижуючого трансформатора Т1 та двох стабілізаторів напруги - на елементах VT7, VT8, DA3 та мікросхемі DA4. Перший стабілізатор служить джерелом живлення мікросхеми DA2 та джерелом для заряджання акумулятора. Підстроювальним резистором R21 встановлюють вихідну напругу стабілізатора. Для заряджання акумуляторів у діапазоні від 1 до 12 В та нормальної роботи джерела струму воно має бути 16 В.

На транзисторі VT7 виконано захист від короткого замикання на виході. При нормальній роботі стабілізатора цей транзистор закритий, оскільки напруга з його емітері більше напруги з урахуванням. У разі короткого замикання напруга на емітері стає меншою за напругу на базі, транзистор відкривається, напруга на його колекторі різко зменшується, що призводить до закривання транзистора VT8 і заборони роботи мікросхеми DA3.

Діод VD4 служить для підвищення пробивної напруги емітер-база транзистора VT7, оскільки така напруга у більшості транзисторів не перевищує 8 В. Діод VD3, включений у прямому напрямку, компенсує падіння напруги на діоді VD4, а разом з діодом VD2 створює початкове зміщення на базі тран VT7.

Другий стабілізатор служить для живлення мікросхеми DA1 та її елементів керування.

Світлодіод HL1 сигналізує про підключення пристрою до мережі.

Замість зазначених на схемі у пристрої допустимо використовувати на місці транзисторів VT1, VT2, VT6 будь-які серії КТ312, КТ315, КТ342, на місці VT5, VT7 - будь-які з цих же серій, але з допустимою напругою колектор-емітер не менше 25 В, місці VT3 – серій КТ342, КТ3102 з коефіцієнтом передачі струму бази не менше 100, на місці VT4, VT8 – будь-які із зазначеної серії Світлодіоди – будь-які із серії АЛ307. Трансформатор Т1 - готовий або саморобний, він повинен забезпечувати на вторинній обмотці напругу 18...20 при струмі навантаження 200...400 мА. Діодний міст VD1 – серії КЦ405 з будь-яким буквеним індексом. Вимикач SA1 – МТЗ, ТП1-1, інші – типів МТ1, ТП1-1 або аналогічні. Постійні резистори - МЛТ, змінні R14, R16 - СП1-1, СП4-1 групи А, підстроювальний R21 - СПЗ-1.

Більшість деталей пристрою змонтовано на двох друкованих платах із однобічно фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. На одній платі (рис. 2) зібрано основну частину пристрою, на іншій (рис. 3) - стабілізатор напруги.

Транзистор VT4 встановлений на алюмінієвій пластині завтовшки 4...5 мм таких самих розмірів, як і друкована плата. Сама плата кріпиться до пластини зверху на стійках заввишки 3...5 мм. Оскільки колектор транзистора з'єднаний із пластиною, у місцях отворів для кріплення плати необхідно видалити фольгу, а також ізолювати пластину у разі встановлення пристрою у металевому корпусі.

Транзистор VT8 встановлений на невеликому радіаторі, який, як трансформатор, закріплений на нижній кришці корпусу пристрою. Сам корпус може бути будь-якої конструкції, його розміри визначають габарити елементів, що використовуються.

Налагодження зарядного пристрою починають із перевірки стабілізатора напруги на мікросхемі DA3 без підключення до основної плати. При відсутності помилок у монтажі та справних деталях на виведенні 1 мікросхеми має бути напруга близько 2,5 В. Потім підстроювальним резистором R21 встановлюють на виході стабілізатора (на конденсаторі С2) напруга 16 В. Для перевірки стабілізатора під навантаженням паралельно конденсатору С2 2 опором 120 Ом. Вихідна напруга стабілізатора не повинна відрізнятися більш ніж на 50 мВ. Якщо він перевищує це значення, підбирають резистор R20.

Щоб перевірити захист, висновки конденсатора С2 замикають пінцетом або дротяною перемичкою. Світлодіод HL1 повинен згаснути, а після зняття перемички спалахнути.

Переконавшись у нормальній роботі стабілізатора, перевіряють дію всього пристрою. Підключивши вольтметр до виведення 1 мікросхеми DA4, перевіряють вихідну напругу другого стабілізатора - вона повинна дорівнювати 9 В. Потім замикають дротяною перемичкою гнізда Х2, ХЗ і ставлять вимикач SA2 в положення замкнутих контактів. Подавши живлення, вимірюють напругу на емітері транзистора VT4 - воно має бути близько 2,5 В, при цьому світиться світлодіод HL2. Підбором резистора R3 встановлюють струм через мікросхему DA1, що дорівнює 0,5...0,6 мА. Видаляють перемичку з гнізд і замість неї підключають до гнізд міліамперметр. Підбором резистора R4 досягають струму 1 мА. Далі замість контактів вимикача SA2 замикають контакти вимикача SA3 та підбором резистора R5 встановлюють струм 2 мА. Аналогічно підбором інших резисторів (R6-R10) при замкнутих контактах відповідних вимикачів встановлюють струми, вказані на схемі.

Звичайно, процес встановлення струмів зарядки можна спростити, якщо замість постійних резисторів R4-R10 увімкнути підстроювальні.

Шкалу резистора R16 градуюють, підключаючи до гнізд Х2, Х3 свіжозряджені акумулятори відповідної напруги. Переміщаючи двигун резистора, досягають моменту згасання світлодіода HL2 і роблять позначку на шкалі резистора.

За допомогою резистора R14 встановлюють напругу гістерезису, при якому чітко гаснутиме світлодіод в момент повної зарядки акумулятора.

література

1. Янушенко Є. Мікросхема КР142ЕН19. – Радіо, 1994, № 4, с. 45, 46.
2. Мікросхеми для лінійних джерел живлення та їх застосування. TL431. Сімейство регульованих прецизійних паралельних стабілізаторів. - М: Додека, 1998.
3. Коломбет Е. А. Таймери. - М: Радіо і зв'язок, 1983.

Автор: Ю.Лебединський, м.Олександрів Володимирської 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 Lego - ідеальний утеплювач 21.12.2019 Дослідники університету Ланкастера дійшли висновку, що кубики Lego і схожі на них за структурою деталі з АБС-пластику (акронітрил-бутадієн-стиролу) і заповнених повітрям порожнин, є сильним утеплювачем при кріогенних температурах. Вчені переконалися, що створені з популярного конструктора структури забезпечує кращу теплоізоляцію, ніж відомі матеріали для об'ємних ізоляторів, і при цьому суттєво дешевше матеріалів, що використовуються зараз, скло Macor або пластик Vespel. Експерименти підтвердили, що теплоізоляцію забезпечує сама структура кубиків та мінімальна площа контакту між роздільними елементами. Автори роботи наголосили, що вони не очікують великої різниці в ефективності деталей з АБС-пластику та інших видів пластмас. Результати дослідження можуть бути використані в різних сферах і зокрема при створенні квантових комп'ютерів та зниженні їх вартості.

Інші цікаві новини:

▪ Створено штучний нерв для боротьби з хронічними болями

▪ Очищена вода може стати токсичною

▪ Скло у косметиці

▪ Процесорний охолоджувач для компактних систем Phanteks PH-TC12LS RGB

▪ LM46002 - 60V DC-DC регулятор з малим струмом споживання від TI

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Дзвінки та аудіо-імітатори. Добірка статей

▪ стаття Атмосфера. Наслідки забруднення. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття У якому кінофільмі вперше використано трюки? Детальна відповідь

▪ стаття Річка Амазонка. Диво природи

▪ стаття Багатоелементна вертикальна антена на 144 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зелене полум'я. Хімічний досвід

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