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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Piccoli segreti di una torcia ricaricabile. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Allo stato attuale, le interruzioni di corrente sono diventate molto frequenti, pertanto, nella letteratura radioamatoriale, viene prestata molta attenzione alle fonti di alimentazione locali. Non molto dispendiosa in termini energetici, ma molto utile durante gli spegnimenti di emergenza, è una torcia ricaricabile compatta (AKF), la cui batteria utilizza tre batterie a disco sigillate al nichel-cadmio D 0,25. Il fallimento dell'ACF, per un motivo o per l'altro, provoca una notevole delusione. Tuttavia, se applichi un po' di ingegno, comprendi il design della torcia stessa e conosci l'ingegneria elettrica di base, allora può essere riparata e il tuo piccolo amico ti servirà a lungo e in modo affidabile. Circuito. Disegno Iniziamo, come previsto, studiando il manuale di istruzioni 2.424.005 Torcia ricaricabile R3 "Electronics V6-05". Le incongruenze iniziano subito dopo un attento confronto tra lo schema del circuito elettrico (Fig. 1) e il design della torcia. Nel circuito, il positivo proviene dalla batteria e il negativo è collegato alla lampadina HL1.
In realtà il terminale coassiale HL1 è collegato permanentemente al positivo della batteria, mentre il negativo è collegato tramite S1 alla presa filettata. Dopo aver esaminato attentamente i collegamenti di installazione, notiamo subito che HL1 non è collegato secondo lo schema, il condensatore C1 non è collegato a VD1 e VD2, come mostrato in Fig. 1, ma al contatto elastico della struttura, premendo il meno batteria , che è strutturalmente e tecnologicamente conveniente, poiché C1, essendo l'elemento più grande, è montato in modo abbastanza rigido con elementi strutturali: uno dei perni della spina di alimentazione, strutturalmente combinato con l'alloggiamento ACF e il contatto a molla della batteria; il resistore R2 non è collegato in serie al condensatore C1, ma è saldato ad un'estremità al secondo pin della spina di alimentazione e l'altra al supporto .U1. Anche questo non è preso in considerazione nello schema ACF in [1]. I restanti collegamenti corrispondono allo schema riportato in Fig. 2.
Ma se non si tiene conto dei vantaggi progettuali e tecnologici, che sono abbastanza ovvi, in linea di principio non importa come è collegato C1, secondo Fig. 1 o Fig. 2. A proposito, con l'idea di perfezionare il circuito del caricabatterie AKF, non è stato possibile evitare l'uso di elementi "extra". Il circuito di memoria [1] pur mantenendo l'algoritmo generale può essere notevolmente semplificato assemblandolo secondo la Fig. 3.
La differenza è che gli elementi VD1 e VD2 nel diagramma di Fig. 3 svolgono due funzioni, che hanno permesso di ridurre il numero di elementi. Diodo Zener VD1 per la semionda negativa della tensione di alimentazione su VD1, VD2 funge da diodo raddrizzatore, è anche una fonte di tensione di riferimento positiva per il circuito di confronto (CC), la cui (seconda) funzione viene eseguita anche da VD2. CC funziona come segue: quando il valore EMF al catodo VD2 è inferiore alla tensione al suo anodo, si verifica il normale processo di ricarica della batteria. Man mano che la batteria si carica, il valore EMF sulla batteria aumenta e quando raggiunge la tensione sull'anodo, VD2 si chiuderà e la carica si interromperà. Il valore della tensione di riferimento VD1 (tensione di stabilizzazione) deve essere uguale alla somma della caduta di tensione nella direzione in avanti su VD2 + caduta di tensione su R3VD3 + fem della batteria ed è selezionato per una corrente di carica specifica ed elementi specifici. La fem di un disco completamente carico è 1,35 V [2]. Con questo schema di ricarica, il LED, come indicatore dello stato di carica della batteria, si illumina intensamente all'inizio del processo, mentre si carica, la sua luminosità diminuisce e quando raggiunge la carica completa si spegne. Se durante il funzionamento si nota che il prodotto della corrente di carica e del tempo di incandescenza del VD3 in ore è significativamente inferiore al valore della sua capacità teorica, ciò non indica che il comparatore su VD2 non funziona correttamente, ma che o più dischi hanno capacità insufficiente. Условия эксплуатации Analizziamo ora la carica e la scarica della batteria. Secondo TU (12MO.081.045), il tempo di ricarica per una batteria completamente scarica con una tensione di 220 V è di 20 ore. La corrente di carica su C1 = 0,5 μF, tenendo conto della variazione della capacità e delle fluttuazioni della tensione di alimentazione, è di circa 25-28 mA, che corrisponde alle raccomandazioni [2], e la corrente di scarica consigliata è il doppio della corrente di carica, cioè 50 mA. Il numero di cicli completi di carica-scarica è 392. In un vero modello ACF, la scarica viene effettuata su una lampadina standard da 3,5 V x 0,15 A (con tre dischi), sebbene dia un aumento di luminosità, ma anche a causa di un aumento della corrente della batteria superiore a quello raccomandato dalle specifiche , influisce negativamente sulla durata della batteria, quindi tale sostituzione è difficilmente consigliabile, poiché in alcune copie dei dischi ciò può causare una maggiore formazione di gas, che a sua volta porterà ad un aumento della pressione all'interno dell'alloggiamento e ad un deterioramento del contatto interno formato dalla molla a disco tra il principio attivo della confezione delle compresse e la parte negativa del corpo. Ciò porta anche al rilascio di elettrolita attraverso la guarnizione, provocando corrosione e relativo deterioramento del contatto sia tra i dischi stessi che tra i dischi e gli elementi metallici della struttura AKF. Inoltre, a causa delle perdite, l'acqua evapora dall'elettrolita, con conseguente aumento della resistenza interna del disco e dell'intera batteria. Con l'ulteriore funzionamento di un tale disco, esso si guasta completamente a causa della conversione dell'elettrolita in parte in KOH cristallino, in parte in potassa K2CO3. È per questi motivi che occorre prestare particolare attenzione alle questioni di addebito-scaricamento. Riparazione pratica Quindi una delle tre batterie è andata male. Puoi valutare le sue condizioni con un Avometro. Per fare ciò (nella polarità appropriata), ciascun disco viene brevemente cortocircuitato con le sonde di un avometro impostato per misurare la corrente continua entro 2-2,5 A. Per dischi buoni e appena caricati, la corrente di cortocircuito dovrebbe essere compresa tra 2-3 A. Quando si ripara un ACF, possono sorgere due opzioni logiche: 1) non ci sono dischi di riserva; 2) ci sono dischi di riserva. Nel primo caso, questa soluzione sarà la più semplice. Invece del terzo disco inutilizzabile, viene installata una rondella dal corpo in rame di un transistor inutilizzabile del tipo KT802, che, inoltre, si adatta bene in termini di dimensioni alla maggior parte dei progetti AKF. Per realizzare una rondella, rimuovere i terminali degli elettrodi del transistor e pulire entrambe le estremità con una lima fine dal rivestimento finché non appare il rame, quindi vengono levigati su carta abrasiva a grana fine stesa su un piano piatto, dopo di che vengono lucidati a specchio brillare su un pezzo di feltro con uno strato applicato di pasta GOI. Tutte queste operazioni sono necessarie per ridurre l'influenza della resistenza di contatto sul tempo di combustione. Lo stesso vale per le estremità di contatto dei dischi, le cui superfici oscurate durante il funzionamento è preferibile levigarle per gli stessi motivi. Poiché la rimozione di un disco porterà ad una diminuzione della luminosità della lampadina HL1, nell'ACF viene installata una lampadina da 2,5 V a 0,15 A o, meglio ancora, una lampadina da 2,5 V a 0,068 A, che, sebbene ha meno potenza, tuttavia, una diminuzione della corrente di scarica consente di avvicinarla a quella consigliata secondo le specifiche, il che influirà favorevolmente sulla durata dei dischi della batteria. Lo smontaggio pratico e l'analisi delle cause correggibili del guasto del disco hanno dimostrato che molto spesso la causa dell'inoperabilità è la distruzione della molla Belleville. Pertanto, non abbiate fretta di buttare via un disco inutilizzabile e, se siete fortunati, potrete farlo funzionare ancora un po'. Questa operazione richiederà una precisione sufficiente e alcune abilità da fabbro. Per realizzarlo avrete bisogno di una piccola morsa da banco, una sfera di un cuscinetto a sfere del diametro di circa 10 mm e una piastra di acciaio liscia di 3-4 mm di spessore. La piastra viene posizionata attraverso un tampone di cartone elettrico spesso 1 mm tra le ganasce e la parte positiva del corpo, e la pallina viene posizionata tra la seconda spugna e la parte negativa del corpo, orientando la pallina approssimativamente al suo centro. La guarnizione in cartone elettrico è progettata per eliminare il cortocircuito del disco e la piastra è progettata per distribuire uniformemente la forza e impedire la deformazione della parte positiva della custodia della batteria dalle tacche sulle ganasce della morsa. La loro dimensione è ovvia. Stringere gradualmente la morsa. Dopo aver premuto la sfera di 1-2 mm, rimuovere il disco dal dispositivo e controllare la corrente di cortocircuito. Di solito, dopo uno o due morsetti, più della metà dei dischi caricati inizia a mostrare un aumento della corrente di cortocircuito fino a 2-2,5 A. Dopo una certa corsa, la forza di serraggio aumenta bruscamente, il che significa che il disco deformabile parte della custodia poggia sul tablet. Un'ulteriore pressione non è pratica perché porta alla distruzione della batteria. Se dopo l'arresto la corrente di cortocircuito non aumenta, il disco è completamente inutilizzabile. Nel secondo caso, anche la semplice sostituzione di un disco con un altro potrebbe non portare al risultato desiderato, poiché i dischi perfettamente funzionanti dispongono di una memoria cosiddetta "capacitiva". A causa del fatto che quando si funziona in una batteria, c'è sempre almeno un disco che ha un valore di capacità inferiore, motivo per cui quando viene scaricato, la resistenza interna aumenta bruscamente, il che limita la possibilità di scarica completa del rimanente dischi. Non è consigliabile sottoporre una batteria di questo tipo a ricariche per eliminare questo fenomeno, poiché ciò non porterà ad un aumento della capacità, ma solo al guasto delle unità migliori. Pertanto, quando si sostituisce almeno un disco in una batteria, è consigliabile sottoporli tutti ad un addestramento forzato (eseguire un ciclo completo di carica-scarica) per eliminare i fenomeni sopra menzionati. La carica di ciascun disco viene effettuata nello stesso ACF, utilizzando rondelle costituite da transistor invece di due dischi. La scarica viene effettuata su un resistore con una resistenza di 50 Ohm, fornendo una corrente di scarica di 25 mA (che corrisponde alle specifiche), fino a quando la tensione ai suoi capi raggiunge 1 V. Successivamente, i dischi vengono combinati in una batteria e caricati insieme. Dopo aver caricato l'intera batteria, scaricarla all'HL standard finché la batteria non raggiunge 3 V. Sotto un carico dello stesso HL, controllare nuovamente la corrente di cortocircuito di ciascun disco scaricato a 1 V. Per i dischi adatti al funzionamento come parte di una batteria, la corrente di cortocircuito di ciascun disco dovrebbe essere approssimativamente la stessa. La capacità della batteria può essere considerata sufficiente per l'uso pratico se il tempo di scarica a 3 V è di 30-40 minuti. Dettagli Fusibile .U1. Osservando l'evoluzione dei circuiti ACF per circa due decenni durante le riparazioni, si è notato che a metà degli anni '80 alcune aziende iniziarono a produrre batterie senza fusibili con un resistore limitatore di corrente di 0,5 W e una resistenza di 150-180 Ohm, che è abbastanza giustificato, poiché durante una rottura C1, il ruolo di .U1 è stato svolto da R2 (Fig. 1) o R2 (Fig. 2 e 3), il cui strato conduttivo è evaporato molto prima (rispetto a .U1 bruciato di 0,15 A), interrompendo il circuito richiesto dal fusibile. La pratica conferma che se un resistore limitatore di corrente con una potenza di 0,5 W in un circuito ACF reale si riscalda notevolmente, ciò indica chiaramente una perdita significativa di C1 (che è difficile da determinare con un avometro, e anche a causa di un cambiamento in il suo valore nel tempo) e deve essere sostituito. Il condensatore C1 tipo MBM 0,5 μF a 250 V è l'elemento più inaffidabile. È progettato per l'uso in circuiti CC con la tensione appropriata e per l'uso di tali condensatori nelle reti CA, quando l'ampiezza della tensione nella rete può raggiungere 350 V e tenendo conto della presenza di numerosi picchi derivanti da carichi induttivi nella rete , così come il tempo di ricarica di un ACF completamente scarico secondo le specifiche (circa 20 ore), la sua affidabilità come elemento radio diventa molto bassa. Il condensatore più affidabile, che ha dimensioni ottimali che gli consentono di adattarsi ad ACF di varie dimensioni, è il condensatore K42U-2 0,22 μF H 630 V o anche K42U 0,1 μF H 630 V. Riducendo la corrente di carica a circa 15-18 mA, a 0,22 uF e fino a 8-10 mA a 0,1 uF provoca praticamente solo un aumento del tempo di carica, che è insignificante. Indicatore LED della corrente di carica VD3. Negli ACF che non dispongono di indicatore LED della corrente di carica, è possibile installarlo collegandolo al circuito aperto nel punto A (Fig. 2). Il LED è collegato in parallelo alla resistenza di misura R3 (Fig. 4), che deve essere selezionata quando si crea una nuova o si riduce C1. Con una capacità C1 pari a 0,22 μF anziché 0,5 μF, la luminosità di VD3 diminuirà e a 0,1 μF VD3 potrebbe non accendersi affatto. Pertanto, tenendo conto delle correnti di carica di cui sopra, nel primo caso il resistore R3 deve essere aumentato proporzionalmente alla diminuzione della corrente e nel secondo caso deve essere completamente rimosso. In pratica, tenendo conto del fatto che lavorare a 220 V è molto pericoloso, è meglio selezionare la resistenza R3 collegando una sorgente di corrente continua regolabile (RIPS) tramite un milliamperometro al punto B (Fig. 3), e controllando la corrente di carica. Invece di R3, è temporaneamente collegato un potenziometro con una resistenza di 1 kOhm, acceso da un reostato alla resistenza minima. Aumentando la tensione RIPT la corrente di carica della batteria viene impostata a 25 mA.
Senza modificare la tensione impostata del RIPT, accendere il milliamperometro per aprire il circuito VD3 nel punto C e, aumentando gradualmente la resistenza del potenziometro, ottenere attraverso di esso una corrente di 10 mA, ad es. metà del massimo per AL307 [2]. Questo momento è particolarmente importante per i circuiti senza diodo zener, in cui, nel primo momento dopo l'accensione durante la ricarica di C1, la corrente attraverso VD3 può diventare grande, nonostante la presenza di un resistore limitatore di corrente R1, e può portare a guasti del VD3. Nello stato stazionario R1 non ha praticamente alcun effetto sulla corrente di carica a causa della sua bassa resistenza rispetto alla resistenza reattiva (circa 9 kOhm) C1. Durante la finalizzazione, VD3 viene installato in un foro del diametro di 5 mm, praticato simmetricamente alla linea di connessione nell'alloggiamento tra i supporti del contatto a molla collegato all'uscita coassiale HL1 e al plus della batteria. La resistenza di misurazione è posizionata lì. Diodi raddrizzatori Data la presenza di un picco di corrente nella carica iniziale di C1, per aumentare l'affidabilità del raddrizzatore ACF, è preferibile utilizzare qualsiasi diodo a impulsi al silicio con una tensione inversa di 30 V. Applicazione non standard di ACF Realizzando un adattatore dalla base di una lampadina inutilizzabile e dal connettore di alimentazione di un ricevitore radio, l'AKF può essere utilizzato non solo come sorgente luminosa, ma anche come fonte di alimentazione secondaria con una tensione di 3,75 V. A un livello di volume medio (consumo corrente 20-25 mA), la sua capacità è abbastanza sufficiente per ascoltare VEF per diverse ore. In alcuni casi, in assenza di energia elettrica, l'ACF può essere ricaricato da una linea di trasmissione radiofonica. I proprietari di AKF con un indicatore LED possono osservare il processo di lampeggiamento dinamico del LED. Il VD3 brucia in modo particolarmente fluido dal rock "pesante", quindi se non ti piace ascoltare, carica l'ACF e usa l'energia per scopi pacifici. Il significato fisico di questo fenomeno è che la reattanza diminuisce con l'aumentare della frequenza, quindi, a una tensione significativamente più bassa (15-30 V), il valore pulsato della corrente di carica attraverso l'indicatore è sufficiente affinché si accenda e, naturalmente, si ricarichi. letteratura:
Autore: SA Elkin
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Commenti sull'articolo: Oleg Non capisco davvero perché sia necessario VD1 in Fig. 1 e 2. Il circuito del raddrizzatore rimane ancora a semionda - cosa con esso, cosa senza di esso ... O no? ospite Oleg, in modo che la corrente alternata passi attraverso il condensatore di spegnimento. Pietro Voglio vedere lo schema della torcia (MD810)
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