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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricabatterie per la ricarica delle batterie. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche È noto che il funzionamento e lo stoccaggio di batterie semi-cariche è uno dei motivi principali della riduzione della loro durata. Una batteria carica immagazzinata dopo un po ', a causa dell'autoscarica, passa in uno stato semi-carica. Per le nuove batterie al piombo e miniaturizzate al nichel-cadmio, l'autoscarica è dello 0,5 ... 2% della loro capacità al giorno e per quelle che sono state in funzione è molto più alta. Per aumentare la durata delle batterie, dovrebbero essere mantenute costantemente in uno stato completamente carico, compensando l'autoscarica con una corrente relativamente piccola da un caricabatterie a bassa potenza. Si ritiene ottimale considerare tale modalità di carica quando la corrente di carica è numericamente pari a 0,1 della capacità nominale della batteria. Tuttavia, alcuni produttori di batterie ora raccomandano una modalità di ricarica di venti ore con una corrente numericamente pari al 5% della capacità nominale per aumentarne la durata. In altre parole, caricare la batteria con una corrente significativamente inferiore a quella ottimale ha un effetto positivo sulla sua durata, ma richiede un tempo corrispondentemente più lungo. Pertanto, in numerosi casi pratici, caricatori complessi e pesanti, spesso dotati di controllo automatico, possono essere sostituiti da altri semplici, di piccole dimensioni ed economici. Uno di questi dispositivi è descritto di seguito. Può essere utilizzato per ricaricare batterie per auto fino a 100 Ah, per una ricarica quasi ottimale di batterie per moto e (con una semplice modifica) come alimentatore da laboratorio. Il caricabatterie si basa su un convertitore di tensione push-pull a transistor con accoppiamento autotrasformatore e può funzionare in due modalità: una sorgente di corrente e una sorgente di tensione. Quando la corrente di uscita è inferiore a un certo valore limite, funziona come al solito - in modalità sorgente, tensione. Se si tenta di aumentare la corrente di carico al di sopra di questo valore, la tensione di uscita diminuirà drasticamente: il dispositivo passerà alla modalità sorgente corrente. La modalità della sorgente di corrente (con una grande resistenza interna) è fornita dall'inclusione di un condensatore di zavorra nel circuito primario del convertitore.
Il diagramma schematico del caricabatterie è mostrato in fig. 1. La tensione di rete attraverso il condensatore di zavorra C1 viene fornita al ponte raddrizzatore VD1. Il condensatore C2 attenua l'ondulazione e il diodo zener VD2 stabilizza la tensione rettificata. Il convertitore di tensione è montato sui transistor VT1, VT2 e sul trasformatore T1. Il ponte a diodi VD3 rettifica la tensione prelevata dall'avvolgimento secondario del trasformatore. Condensatore C3 - livellamento. Il convertitore funziona a una frequenza di 5...10 kHz. Il diodo zener VD2 protegge contemporaneamente i transistor del convertitore dalla sovratensione al minimo, nonché quando l'uscita del dispositivo è chiusa, quando la tensione all'uscita del ponte VD1 aumenta. Quest'ultimo è dovuto al fatto che quando il circuito di uscita è chiuso, la generazione del convertitore può essere interrotta, mentre la corrente di carico del raddrizzatore diminuisce e la sua tensione di uscita aumenta. In tali casi, il diodo zener VD2 limita la tensione all'uscita del ponte VD1. La caratteristica di carico presa sperimentalmente del caricatore è mostrata in fig. 2. Con un aumento della corrente di carico a 0,35 ... 0,4 A, la tensione di uscita cambia leggermente e, con un ulteriore aumento della corrente, diminuisce drasticamente. Se una batteria scarica è collegata all'uscita del dispositivo, la tensione all'uscita del ponte VD1 diminuisce, il diodo zener VD2 esce dalla modalità di stabilizzazione e, poiché il condensatore C1 con una grande reattanza è incluso nel circuito di ingresso, il dispositivo funziona nella modalità della sorgente corrente. Se la corrente di carica è diminuita, il dispositivo passa dolcemente alla modalità sorgente di tensione. Ciò consente di utilizzare il caricabatterie come alimentatore da laboratorio a bassa potenza. Quando la corrente di carico è inferiore a 0,3 A, il livello di ondulazione alla frequenza operativa del convertitore non supera i 16 mV e la resistenza di uscita della sorgente diminuisce a pochi ohm. La dipendenza della resistenza di uscita dalla corrente di carico è mostrata in fig. 2. Il caricatore entra facilmente in una scatola di 155x80x70 mm. La scatola dovrebbe essere fatta di materiale isolante. Il trasformatore T1 è avvolto su un circuito magnetico anulare di dimensioni K40x25x11 in ferrite 1500NM1. L'avvolgimento primario contiene 2x160 giri di filo PEV-2 0,49, il secondario - 72 giri di filo PEV-2 0,8. Gli avvolgimenti sono isolati tra loro con due strati di tessuto verniciato. Il diodo Zener VD2 è montato su un dissipatore di calore con un'area utile di 25 cm2. I transistor del convertitore non necessitano di dissipatori di calore aggiuntivi, poiché funzionano in modalità chiave. Condensatore C1 - carta, progettato per una tensione nominale di almeno 400 V. Nel caso sia necessario utilizzare un dispositivo per la carica di batterie di piccole dimensioni con capacità fino ad unità amperora e celle galvaniche rigeneranti, è consigliabile provvedere alla regolazione della corrente di carica. Per fare ciò, invece di un condensatore C1, dovrebbe essere fornito un insieme di condensatori di capacità inferiore, commutati da un interruttore. Con sufficiente precisione per la pratica, la corrente di carica massima - la corrente di chiusura del target di uscita - è proporzionale alla capacità del condensatore di zavorra (a 4 μF, la corrente è 0,46 A). Se è necessario ridurre la tensione di uscita dell'alimentatore da laboratorio, è sufficiente sostituire il diodo Zener VD2 con un altro con tensione di stabilizzazione inferiore. La regolazione inizia con la verifica della corretta installazione. Quindi si assicurano che il dispositivo funzioni quando il circuito di uscita è chiuso. La corrente di chiusura deve essere di almeno 0,45 ... 0,46 A. In caso contrario, è necessario selezionare i resistori Rl, R2 per garantire una saturazione affidabile dei transistor VT1, VT2. Una maggiore corrente di chiusura corrisponde ad una minore resistenza dei resistori. Autore: N. Khukhtikov, Sergiev Posad, Regione di Mosca; Pubblicazione: cxem.net
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