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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Misuratore di capacità della batteria. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Le batterie perdono gradualmente capacità durante l'uso. Valutare lo stato reale della batteria e trarre conclusioni sull'opportunità del suo ulteriore utilizzo consente al dispositivo, descritto nell'articolo. Per controllare lo stato della batteria, l'utente ha a disposizione solo pochi parametri: tensione ai suoi terminali senza carico, resistenza interna, tensione ai terminali ad un certo carico e sua variazione nel tempo. L'ultimo parametro è associato alla capacità della batteria (è indicato dalla lettera latina C). Per le batterie progettate per alimentare dispositivi elettronici, la capacità è solitamente stimata in ampere-ora (A h) o milliampere-ora (mAh) come il tempo durante il quale la tensione sulla batteria Ni-Cd / Ni-MH quando la si scarica con un la corrente stabile diminuisce a 1 V. La scelta di tale valore è in una certa misura condizionata, ma non casuale. Si ritiene che a questo punto la batteria abbia il tempo di rinunciare a circa il 90% dell'energia in essa immagazzinata e il tasso di diminuzione della tensione sulla batteria aumenta notevolmente. Va notato che la capacità della batteria determinata in questo modo dipende dalla corrente di scarica selezionata. Questa dipendenza si indebolisce notevolmente solo ai suoi valori inferiori a 0,5 ° C. È conveniente misurare la capacità della batteria in un dispositivo in grado di scaricarla con una corrente stabile fino a 1 V. 1. La sua base è il timer integrato KR1006VI1 (DA1). Contiene due comparatori (livello superiore e inferiore), un trigger, uno stadio di uscita e un transistor di scarica. I pin 5 e 6 sono gli ingressi del comparatore di alto livello. La tensione sul primo di essi è impostata dal partitore interno del microcircuito ed è pari a 2/3 della tensione di alimentazione del microcircuito, sul secondo - da un partitore resistivo R1 - R3, che è alimentato da una sorgente stabilizzata di +9 V.
Come puoi vedere, l'alimentazione viene fornita al microcircuito attraverso il connettore X1 dalla batteria in prova. Se è composto da sei elementi, il comparatore dovrebbe funzionare a una tensione di 6 V, e se su sette (ad esempio, la batteria Nika e simili) - a 7 V. Pertanto, la tensione sul pin 6 di DA1, impostata dal divisore R1 - R3, nel primo caso dovrebbe essere uguale a 4, e nel secondo - 4,67 V. Questi valori devono essere chiariti, poiché dipendono dai parametri del divisore interno di un particolare microcircuito esempio. Per completezza, viene ulteriormente considerata la variante del dispositivo per la batteria di accumulo Nika. Finché la tensione della batteria è superiore a 7 V, l'uscita del timer (pin 3) è alta (circa 1,5 V al di sotto della tensione di alimentazione attuale). La corrente di scarica è la somma della corrente di carico (viene mantenuta invariata dallo stabilizzatore di corrente sul transistor ad effetto di campo VT1) e la corrente consumata dal microcircuito stesso (circa 5 mA). L'impostazione di una corrente totale superiore a 30 mA non è auspicabile. Nella versione dell'autore, viene scelto pari a 20 mA. Ciò consente di scaricare la batteria Nika con una corrente di 0,2 C, che, da un lato, riduce della metà il tempo di scaricamento (a circa 5 ore) e, dall'altro, non "riduce" in modo significativo la capacità di la batteria in fase di test (quando scaricata con una corrente di 1C, potrebbe risultare inferiore del 30% rispetto alla scarica a bassa corrente). Il carico è la resistenza R4 e il LED HL1. Il bagliore di quest'ultimo informa che la batteria è in fase di scarica e non è stato ancora raggiunto il livello di 7 V. Poiché la corrente nominale attraverso il LED AL307BM è di 10 mA, l'"eccesso" della corrente stabilizzata (5 mA) scorre attraverso il resistore R4. Se è necessaria più corrente di scarica, il dispositivo è integrato con un transistor VT2 con un resistore R6 (mostrato in linee tratteggiate). La corrente attraverso questo circuito sarà stabile, poiché la tensione alla base del transistor è quasi costante (è noto che la caduta di tensione diretta attraverso il LED non cambia molto nella regione delle correnti operative). La corrente nel circuito dell'emettitore (e quindi nel collettore) è calcolata dalla formula I \u0,6d (U - 6) / R. Qui U è la tensione alla base del transistor, V; R è la resistenza del resistore R0,6, Ohm; I - corrente del collettore, A; 0,6 - valore approssimativo della caduta di tensione alla giunzione dell'emettitore del transistor (6 V). Questa formula è stimata, quindi il valore della corrente di scarica deve essere chiarito durante l'impostazione del dispositivo selezionando il resistore RXNUMX. Per eliminare possibili guasti, il pin 4 ("Reset") è collegato alla linea di alimentazione positiva. L'ingresso del comparatore di basso livello (pin 2) viene utilizzato per attivare la modalità di scarica toccando il contatto tattile E1. Il condensatore C1 è collegato al secondo ingresso del comparatore di alto livello per ridurre la probabilità di falsi allarmi dovuti al rumore impulsivo che penetra nei circuiti di potenza. Al pin 7 (il collettore del transistor di scarica del timer), è collegato un emettitore di suono piezoelettrico HPM14AX di JL World (con un generatore integrato), che emette un segnale quando la batteria è scarica. I dettagli del dispositivo sono montati su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in fig. 2. Tutte le parti sono installate su di esso, ad eccezione dell'emettitore di suoni HA1 e del connettore X1. La scheda è progettata per l'utilizzo di resistori MLT fissi, resistore tagliafili SP5-2 e condensatori KM. I resistori R2, R4, R5 sono installati perpendicolarmente alla scheda.
Per stabilire il dispositivo è necessaria un'ulteriore fonte di tensione regolata. È collegato al dispositivo anziché alla batteria e la tensione è impostata su 9,4 V. Quando si tocca il contatto touch E1, il LED HL1 dovrebbe accendersi. Selezionando il resistore R4, assicurano che la corrente totale consumata dal dispositivo da una fonte aggiuntiva diventi 20 mA. Quindi la tensione viene abbassata a 7 V e viene misurata la tensione sul pin 5 del microcircuito. La stessa tensione viene impostata con un resistore di sintonia R3 alla sua uscita 6. Successivamente, il dispositivo è pronto per il funzionamento. In un dispositivo con un transistor aggiuntivo, il resistore R6 viene selezionato in modo tale che la corrente di scarica totale diventi uguale al valore richiesto (se VT2 viene utilizzato senza dissipatore di calore, non deve superare 150 mA). Va notato che con una corrente di collettore superiore a 100 mA, il transistor VT2 si riscalda notevolmente. Ciò porta a una variazione della tensione base-emettitore e influisce sul valore della corrente stabilizzata (il valore di 0,6 cambia nella formula sopra). Pertanto, la corrente di scarica deve essere impostata non prima di 3 ... 4 minuti dopo l'applicazione della tensione di alimentazione. Ciò non influisce sul funzionamento del dispositivo in futuro, poiché il "esaurimento" della corrente di collettore del transistor VT2 durante il riscaldamento non supera alcuni milliampere e dura circa 3 minuti. Quindi viene eseguito un esperimento di controllo. Accendendo l'alimentazione e impostando (secondo il voltmetro) all'uscita della sorgente aggiuntiva una tensione di 9 ... 10 V, toccare il contatto E1. In questo caso si accende il LED HL1. Quindi, riducendo gradualmente la tensione di uscita della sorgente aggiuntiva, registrare il valore al quale il LED si è spento ed è apparso un segnale acustico. Se differisce da 7 V, regolare la tensione all'ingresso del comparatore di livello superiore con un resistore di sintonia R3. Al termine della scarica, il dispositivo consuma una corrente di circa 5 mA dalla batteria. La variazione di tensione al pin 7 del microcircuito può essere utilizzata per scollegare la batteria in prova dal dispositivo al termine della scarica, nonché per controllare il timer, che fissa l'ora della sua scarica. A coloro che desiderano approfondire i problemi del funzionamento della batteria, si consiglia di cercare un libro nelle biblioteche [1], nonché di visitare i siti [2 - 5]. Letteratura
Autore: B.Stepanov, Mosca
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