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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sorgente di corrente per compensare l'autoscarica della batteria. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Poiché l'autoscarica delle sorgenti di corrente chimica è inevitabile, nella letteratura radioamatoriale è sempre stata prestata attenzione alla sua compensazione. Lo schema di un set-top box automatico che, dopo una semplice modifica di un qualsiasi caricatore esistente, può essere utilizzato per questo scopo, è riportato in [1]. Esiste una seconda opzione: utilizzare a questo scopo una fonte di corrente a bassa potenza (IT), costantemente collegata alla batteria durante la sua conservazione a lungo termine. Tali dispositivi sono stati persino prodotti dall'industria. Come base (Fig. 1) nella prima versione (Fig. 2) IT, è stato utilizzato il circuito di un dispositivo di ricarica del tipo UP-N12-0,05-UHL3.1, rilasciato dalla Zakarpatmash PA nel dicembre 1992 Užgorod. Poiché durante gli esperimenti con il circuito c'era solo un manuale di istruzioni, oltre ai parametri indicati in esso per il consumo energetico (5,5 W in modalità cortocircuito) IT in modalità cortocircuito (cortocircuito) e il valore della corrente di cortocircuito 250 mA, altri dati di progettazione sul dispositivo non erano presenti. Sulla base di questi dati, è stato effettuato un calcolo approssimativo del trasformatore di potenza. È stato determinato il valore della tensione di ingresso: 5,5 W / 0,25 A = 22 V. Tra i trasformatori disponibili, il più adatto era un trasformatore step-down (PT) per un saldatore da 24 volt 25 watt del modello 2.940.005 Kit di saldatura elettrica .3TU, prodotto dallo stabilimento di Vinnitsa " Faro", il cui diagramma è mostrato in Fig. 24. Questo trasformatore fornisce tensioni di 28 e 25 V su due prese standard di tipo SGZ e ha una corrente “a vuoto” piuttosto bassa (100 mA). Anche il problema della sicurezza elettrica è stato risolto strutturalmente: gli avvolgimenti primari e secondari sono posizionati in sezioni separate del telaio. La resistenza dell'avvolgimento primario è di circa XNUMX Ohm. Il dispositivo (Fig. 1) è un IT con elevata resistenza interna, realizzato su un potente transistor VT1.
La costanza dei parametri della corrente di uscita è garantita fornendo una tensione stabilizzata dalla sorgente di tensione di riferimento (VS) alla base VT1, e quindi la sua corrente di uscita è praticamente indipendente dal carico nel circuito del collettore. Con un design del circuito semplice, l'IT ha una buona stabilità della temperatura [2]. Parametri elevati si ottengono utilizzando un LED come ION, che svolge le funzioni di uno stabistor. Come risultato della compensazione reciproca del coefficiente di temperatura positivo h21e(+2 mV/grado) di un transistor bipolare e un coefficiente di temperatura negativo di variazione della caduta di tensione rispetto alla temperatura del LED, è stato possibile ottenere la stabilità dei parametri della corrente di carica dalla temperatura, che è significativa per un lungo periodo di funzionamento del dispositivo. Un certo svantaggio degli schemi di Fig. 1 e Fig. 2 è la possibilità di collegare erroneamente la batteria all'IT nella polarità opposta con tutte le conseguenze che ne conseguono. In [3] questo inconveniente viene eliminato, ma lo schema IT è un po’ più complicato. Una soluzione circuitale più semplice rispetto alla [3] viene utilizzata nella seconda versione del circuito IT mostrata in Fig. 4. A differenza dei circuiti di Fig. 1 e Fig. 2, invece del resistore R2, qui viene utilizzato un interruttore a transistor, controllato dalla tensione della batteria da caricare, in modo simile a [1]. Per far sì che l'indicazione LED debba determinare in modo inequivocabile lo stato del dispositivo in questo momento, è stata prestata maggiore attenzione al circuito in Fig. 4 rispetto a [3]. Il circuito include un indicatore LED a due colori, che indica chiaramente l'una o l'altra polarità di collegamento della batteria all'IT. L'introduzione di un interruttore a transistor consente di eliminare completamente la scarica della batteria tramite IT con una connessione inversa, nonché di eliminare la modalità di cortocircuito, poiché quando XS1 e XS2 sono chiusi, la tensione di controllo nella polarità richiesta non è fornita alla base VT2, viene chiuso e l'eventuale circuito di scarica della batteria viene interrotto.
L'indicatore di polarità per il collegamento della batteria all'IT è costituito da due LED: VD5 tipo AJ1307A e VD6 tipo AL307B, rispettivamente rosso e verde. Il suo lavoro è evidente. Progettazione circuitale, i LED presenti nell'indicatore, oltre alla segnalazione, svolgono una funzione di autoprotezione: il diodo, che si accende, protegge dagli effetti della tensione inversa (Urev.max = 4 V) il LED acceso di fronte, limitando Urev.max su di esso al livello di 1,6... 1,8 Q. Invece di due LED di diversi colori luminosi, puoi utilizzare un LED a due colori. L'entità della corrente di scarica della batteria attraverso l'indicatore LED quando la tensione di rete 220 V è disattivata è determinata dal resistore R4. Per questo modello è pari a 15 mA. I possibili stati degli indicatori LED sono mostrati nella tabella.
Per ridurre le perdite inutili nei circuiti di indicazione per il collegamento a un'alimentazione a 220 V, il diodo VD8 è collegato all'avvolgimento CC con una tensione alternata di 4 V (T1, Fig. 3). Il diodo VD8 è inoltre protetto dalla tensione inversa da un diodo al silicio VD7 collegato in senso inverso.
Non c'erano informazioni sul radiatore utilizzato in [4]. Nella prima versione del progetto attuale è stato utilizzato un potente transistor al silicio KT803 che, come segue dal libro di consultazione [5], dissipa potenza senza radiatore di 5 W. Poiché la modalità più pesante per VT1 (Fig. 2) è la modalità di cortocircuito (il più possibile), è in questa modalità (200 mA) che è stato testato il funzionamento del circuito. Potenza dissipata in questa modalità sul transistor di regolazione: P=240,2=4,8 (W). Durante gli esperimenti, il transistor VT1 si è riscaldato in modo significativo, quindi è stato installato su un radiatore aggiuntivo (piastra) in duralluminio con dimensioni 46x85x1,5 mm. La piastra stessa è stata montata sul coperchio superiore dell'alloggiamento PT su tre montanti filettati alti 12 mm. Il significato fisico di una corrente di cortocircuito maggiore rispetto alla corrente di compensazione dell'autoscarica (SDC) quando l'IT funziona sulla batteria (come sorgente di corrente chimica), in una certa semplificazione, può essere rappresentato come sottraendo la tensione della batteria dal tensione di alimentazione a resistenze interne costanti dell'IT, della batteria e altre condizioni. Dopo aver modificato il circuito di Fig. 2 con un interruttore a transistor (Fig. 4), le condizioni termiche del VT1 sono migliorate significativamente (P = 24 V0,06 A = 1,44 W), tuttavia, il design del radiatore a piastre con VT1 installato su è stato abbandonato per ragioni di conservazione del volume dell'impianto.
Il raddrizzatore e gli elementi IT sono montati tra la piastra e il piano superiore dell'alloggiamento PT utilizzando un metodo incernierato. Nella piastra sono praticati quattro fori con un diametro di 5 mm, nei quali sono installati i LED. I LED e la piastra sono fissati tra loro tramite colla molecolare. Il collegamento dell'IT alla batteria viene effettuato utilizzando il connettore SSh5 e una linea flessibile a due fili con morsetti dal design appropriato. Le prese libere XS1 e XS2 PT (Fig. 2), in cui sono installati petali aggiuntivi, sono state utilizzate come XS4 e XS2.4 (Fig. 2.5 e Fig. 3). In seguito a questa modifica il PT ha mantenuto integralmente le sue funzioni originarie. Dettagli. Si consiglia di utilizzare transistor al silicio nell'IT con una potenza di 20 W e superiore, preferibilmente in una custodia metallica, con una tensione di almeno 1 V. Resistore R50 tipo MLT1, R1 MLT-2. Il trasformatore T0,5 (Fig. 1) può essere realizzato indipendentemente, ad esempio, su un circuito magnetico Ш3x16 (S = 24 cm3,84) dal trasformatore di uscita di un televisore a colori a tubo ULF. L'acciaio del trasformatore da cui è stato realizzato il nucleo magnetico ha basse perdite di watt ad una frequenza di 2 Hz, che è importante per T50 nella modalità operativa prevista a lungo termine. Il numero di spire T1 è stato calcolato secondo le raccomandazioni di [6] utilizzando la formula 50/S (tenendo conto dell'uso di nuclei magnetici di alta qualità, il numero empirico è stato ridotto a 50). Da dove N=50/S (cm2)=50/3,84=13 (giri/V). Il numero di spire dell'avvolgimento primario è 220x13=2870, il secondario 13x24x 1,2=370 + 13x4x1,2=63 (il numero di spire dell'avvolgimento secondario è aumentato del 20%). Il diametro del filo di avvolgimento si calcola utilizzando la formula: d=0,8(l)0,5. Per l'avvolgimento primario, per ragioni di riduzione della resistenza attiva, è stato adottato un diametro di 0,15 mm. Ad esempio, per l'avvolgimento secondario con una corrente di cortocircuito di 0,2 A d=0,8(0,2)0,5=0,36 (mm). La corrente “a vuoto” dei due trasformatori realizzati, calcolata con le formule sopra riportate ed assemblati sui circuiti magnetici citati, è stata di circa 5 mA. Impostazione del circuito (Fig. 2). Scollegare il LED VD2 (Fig. 2) dal transistor e collegarlo direttamente al ponte raddrizzatore. Collegare un avometro collegato tramite un amperometro al circuito aperto VD2 (punto A). Al posto del resistore R2, collegare un potenziometro da 4,7 kOhm, acceso da un reostato e impostato sulla resistenza massima. Modificando la resistenza del potenziometro, la corrente attraverso VD2 viene impostata su 10 mA. Collega VD2 al transistor. Al posto del resistore di emettitore R1, è installato un potenziometro a filo avvolto da 47 ... 100 Ohm, acceso da un reostato e impostato sulla massima resistenza. Collegare a XS1 e XS2 un avometro acceso da un amperometro al limite massimo di misura. Modificando la resistenza del potenziometro la corrente di cortocircuito viene impostata su 200 mA. Il valore TCR della batteria, consigliato [3], con la batteria collegata (precaricata) dovrebbe essere 45 mA. Nota A causa della derivazione del transistor EB VT1 ION, il LED VD2 (Fig. 1 e Fig. 2) non dovrebbe accendersi senza carico (in assenza di collegamento alla batteria o cortocircuito in uscita). Impostazione del circuito (Fig. 4). Collegare all'uscita IT una batteria carica con una tensione di 14,5 V. Sostituire il resistore R4 con un potenziometro da 470 kOhm, il reostato acceso e impostato sulla resistenza massima. Impostare la corrente attraverso il milliamperometro su 10 mA utilizzando un potenziometro. L'impostazione della corrente di uscita IT Fig. 4 è simile all'impostazione della corrente di uscita IT Fig. 2, ma deve essere eseguita solo con la batteria collegata nella polarità appropriata. Il valore della corrente in uscita IT Fig. 4 dovrebbe essere uguale alla somma del TCR della batteria più la corrente che passa attraverso l'indicatore di connessione della batteria, vale a dire 45+15=60 (mA). letteratura:
Autore: SA Elkin
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