Dispositivo di scarica automatica per batterie. Schema, descrizione

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Dispositivo di scarica automatica per batterie. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo offerto all'attenzione dei lettori è progettato per scaricare automaticamente batterie Ni-Cd o NI-MH di formato AA o AAA a una tensione predeterminata. Il dispositivo ha un'indicazione luminosa delle modalità di funzionamento e non richiede una fonte di alimentazione aggiuntiva, poiché è alimentato direttamente da una batteria scarica.

È noto che la durata e la capacità garantita delle batterie Ni-Cd e Ni-MH dipendono dal loro buon utilizzo. È anche noto che uno dei motivi del deterioramento della "salute" della batteria è l'effetto memoria insito nelle batterie a base di nichel. L'effetto memoria è una perdita di capacità della batteria che si sviluppa a seguito della ricarica di una batteria non completamente scarica. Questo effetto è più pronunciato nelle batterie Ni-Cd, per Ni-MH, secondo i produttori, la sua manifestazione è insignificante. Ma come dimostra la pratica, quando si usano batterie Ni-MH, non bisogna trascurare una manifestazione così "insignificante".

Un metodo efficace ed economico per combattere l'effetto memoria è prevenirne la manifestazione, che consiste nello scaricare completamente la batteria a una tensione residua sicura prima di ogni carica o nell'eseguire un allenamento periodico. L'allenamento è inteso come l'esecuzione di diversi cicli di carica ripetitivi seguiti dalla scarica a una tensione di 1,05 ... 1,1 V. La frequenza dell'allenamento per le batterie Ni-Cd è una volta al mese, per Ni-MH - una volta ogni due mesi, più spesso l'allenamento ha un effetto negativo sulle condizioni della batteria a causa della sua usura accelerata. I moderni caricabatterie universali (caricabatterie), costruiti sulla base di controller specializzati, immediatamente prima dell'inizio del processo di ricarica, di norma, pre-scaricano le batterie a una tensione sicura, impedendo così lo sviluppo dell'effetto memoria. Ma il costo di tale memoria è piuttosto elevato. Pertanto, in presenza di memoria semplice, possono essere integrate dal dispositivo a bit proposto.

Uno schema di un tale dispositivo è mostrato in Fig. uno.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Sul chip DA1 è assemblato un convertitore boost-DC, che genera una tensione sufficiente per il funzionamento dei restanti elementi del dispositivo. Collegando il pin 2 del chip DA1 con una linea di alimentazione negativa, la tensione di uscita del convertitore viene selezionata a 5 V.

Un equivalente di carico regolabile è assemblato su un potente transistor bipolare VT1 e un resistore variabile R2. L'intervallo di regolazione della corrente di scarica è 0,07 ... 1 A (tenendo conto della corrente consumata da altri componenti del dispositivo). Il transistor ad effetto di campo VT2 viene utilizzato per collegare il carico fittizio alla batteria in scarica, il transistor VT3 viene utilizzato per controllare la tensione di alimentazione del convertitore e il pulsante SB1 serve per avviare il dispositivo.

Un comparatore è montato sull'amplificatore operazionale DA2.2, che monitora la tensione di soglia inferiore della batteria (1,05 ... 1,1 V). Su OUDA2.1 e indicatore LED HL2, segnalandolo. che la tensione della batteria sia maggiore di 1,2 V, serve come stima approssimativa del grado di scarica della batteria a un dato valore della corrente di scarica. Sui resistori R5-R7 viene realizzato un partitore di tensione, che costituisce le soglie per il funzionamento dei comparatori.

Se la tensione della batteria è superiore alla soglia inferiore, dopo aver avviato il dispositivo premendo brevemente il pulsante SB1, l'uscita dell'amplificatore operazionale DA2.2 verrà impostata su un livello alto, questo aprirà il transistor VT3 e consentirà al dispositivo di rimangono accesi dopo il rilascio del pulsante. Contemporaneamente al transistor VT3, il transistor VT2 si aprirà e il carico equivalente verrà collegato alla batteria. Il bagliore del LED HL1 indica lo scaricamento in corso della batteria. Se allo stesso tempo la sua tensione supera 1,2 V, il LED HL2 si accenderà.

Quando la tensione della batteria diventa inferiore alla soglia inferiore, all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2.2 il livello alto cambierà in basso, i transistor VT2, VT3 si chiuderanno, e quindi il fittizio del carico e il convertitore di tensione verranno attivati spento, il LED HL1 si spegnerà. L'uso di un'alimentazione di tensione separata per il carico fittizio e altri nodi è dovuto alla necessità di escludere l'effetto di una variazione della corrente di scarica sul funzionamento del dispositivo. Quindi, se si utilizzasse un solo transistor di commutazione, la diminuzione della corrente di scarica che si verifica durante la scarica della batteria porterebbe all'allontanamento delle soglie del comparatore a causa di una variazione della differenza di tensione tra il terminale negativo della batteria e il linea di alimentazione negativa dell'amplificatore operazionale.

La maggior parte delle parti è montata su un circuito stampato in fibra di vetro a lamina unilaterale di 1 mm di spessore (Fig. 2).

Scaricatore automatico della batteria
Fig. 2

La scheda è progettata per installare resistori fissi MLT, S2-33, un resistore variabile - SPZ-4AM, è montato sul pannello frontale del dispositivo e collegato alla scheda con fili isolati. Condensatori di ossido - importati di piccole dimensioni, C3 - ceramica K10-17 o importati. Il convertitore di tensione MAX756 può essere sostituito da un analogo domestico - KR1446PN1, dual op-amp KA358 - con op-amp KR1040UD1, LM358, RS1251. Il transistor KT817A può essere sostituito con qualsiasi della serie KT817 in una custodia di plastica, è dotato di un dissipatore di calore in alluminio autocostruito con un'area di circa 3,5 cm2 e i transistor ad effetto di campo KP505A sono sostituibili con KP505B. KP505V. BSS295. Diodo VD1 - qualsiasi delle serie KD521, KD522, KD102. KD103 o importato 1N4148. LED: tutti di piccole dimensioni con un diametro della lente di 3 mm e una luminosità sufficiente a una corrente di 1 mA. Choke-import EC24 induttanza 22...100 mkH. Pulsante SB1 - con ritorno automatico TS-0403 altezza 5 mm e lunghezza pulsante 1,5 mm.

L'aspetto della scheda montata è mostrato in fig. 3, e l'intero dispositivo - in Fig. 4. Ha una custodia in plastica con dimensioni complessive di 83x38x13mm. Per facilitare il regime di temperatura, nella custodia vengono realizzati fori di ventilazione.

Scaricatore automatico della batteria
Fig. 3

Scaricatore automatico della batteria
Fig. 4

Durante la regolazione, le soglie per il funzionamento dei comparatori sono impostate da una selezione di resistori R5-R7. Il motore a resistenza variabile può essere dotato di un puntatore e una scala della corrente di scarica può essere posizionata sulla custodia, che viene calibrata utilizzando un milliamperometro.

Autore: Kelekhsashvili V.

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