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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricabatterie per cellulare con timer digitale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche L'uso a lungo termine delle batterie senza seguire le istruzioni e le modalità di carica-scarica porta all'usura prematura degli elettrodi e al verificarsi di un "effetto memoria" quando sulle piastre compaiono cristalli dendritici scarsamente solubili. La cristallizzazione, causando un aumento della resistenza interna della batteria, riduce la corrente e la tensione di scarica, il che porta a malfunzionamenti del telefono cellulare. La ricarica delle batterie con corrente pulsata proposta nell'articolo consente di allungarne la durata, ripristinarne la capacità ed eliminare l'“effetto memoria”. In questo caso, non si verifica alcun sovraccarico o surriscaldamento della batteria. Negli intervalli tra gli impulsi di corrente di carica, la batteria viene scaricata con una corrente pari allo 0,2...5% della capacità. L'ampiezza della corrente di carica in un impulso raggiunge cinque volte la corrente media, il che consente di “pompare” energia nella batteria in un tempo molto breve (0,1...1 ms) e accelera il ripristino delle sue caratteristiche prestazionali. Il consumo di energia durante la ricarica con corrente continua e pulsata è quasi lo stesso, ma in quest'ultimo caso la temperatura della custodia non aumenta, poiché un impulso breve e una pausa sufficientemente lunga tra gli impulsi consentono alla temperatura di abbassarsi in modo tempestivo. La corrente di carica media della batteria non supera la potenza consigliata dal produttore. Per mantenere il periodo di garanzia, anche il tempo di ricarica deve essere conforme alle raccomandazioni di fabbrica. Il circuito del caricabatterie è mostrato in Fig. 1. Il dispositivo include un timer digitale sul chip DD2, che è un contatore binario a 14 bit. Il contatore viene resettato (impostando tutti i bit a zero) quando appare un livello alto sull'ingresso di reset R (pin 11) di DD2. Il contatore viene incrementato dal fronte negativo dell'impulso di clock.
Gli impulsi di clock sono generati da un multivibratore sugli elementi DD1.1 e DD1.2, che eseguono operazioni logiche 2OR-NOT. Un livello alto all'uscita di ciascun elemento si verifica quando entrambi i suoi ingressi sono bassi. Il resistore variabile R2 modifica la frequenza degli impulsi di clock e. quindi il tempo di ricarica della batteria. Il funzionamento del contatore DD2 è indicato dal LED HL1. Quando viene applicata la tensione di alimentazione si accende, al termine del conteggio dell'ottavo impulso si spegne, dopo 8 impulsi si riaccende, ecc. Gli impulsi di uscita del contatore DD2 attraverso un inverter sull'elemento DD1.3 vengono inviati al timer analogico DA1, che funziona in modalità multivibratore controllata. Questa modalità consente di generare impulsi sull'uscita 3 di DA1 sincronizzandosi con lo stato di DD2. La durata degli impulsi del multivibratore dipende principalmente dalle resistenze dei resistori R5, R6 e dalla capacità del condensatore C3. Nello stato iniziale, l'uscita 3 del timer DA1 è alta, il transistor VT1 è aperto e la corrente di carica viene fornita alla batteria GB1. Quando il condensatore C3 viene caricato attraverso i resistori R5 e R6, la tensione sui pin 2 e 6 di DA1 aumenta e quando raggiunge un livello di 1/0,69 Un dopo il tempo t5=6(R3+R2)C3, il timer commuta e appare sul pin 3 a livello basso, il transistor si chiude e la corrente di carica si interrompe. Il transistor di scarica interno DA1 all'ingresso 7 durante il tempo t2=0,69R6 C3 scarica il condensatore C3 al livello di 1/3 Un, il comparatore inferiore all'ingresso 2 commuta il trigger interno al suo stato originale e il condensatore C3 viene nuovamente caricato. Il ciclo si ripete. Il resistore R6 consente di impostare la corrente richiesta durante la ricarica della batteria. La durata degli impulsi all'uscita del multivibratore DA1 con i valori degli elementi indicati è 3,5...35 s, che corrisponde ad una frequenza di 1,2.0.12 Hz. I resistori R8 e R9 creano una polarizzazione iniziale basata sul transistor VT1, il resistore R10 nel circuito del collettore limita la corrente impulsiva, riducendo la probabilità di rottura del transistor VT1. L'indicazione di sovraccarico viene effettuata sul LED HL4 con un resistore limitatore di corrente R12. Nel circuito dell'emettitore VT1, per controllare la polarità del collegamento della batteria GB1, due LED HL2 e HL3 (verde e rosso) sono installati uno dopo l'altro in parallelo. Se la polarità della batteria non è corretta si accende il LED rosso HL3, mentre se la polarità della batteria è corretta si accende il LED verde HL2 che funge inoltre da circuito di scarica della batteria. Per monitorare la corrente di carica, utilizzare l'amperometro PA1, le cui letture possono essere utilizzate per valutare la corrente di carica media. Il pin 5 di DA1 è collegato al partitore di tensione interno del timer e viene utilizzato per controllare la frequenza degli impulsi di DA1. Alla fine del conteggio, sull'uscita (pin 3) di DD2 appare un livello alto, che viene invertito da elemento DD1.3 e "0" dalla sua uscita commuta DA1 in modo che la frequenza degli impulsi sull'uscita 3 DA1 diminuisca. La corrente di carica della batteria viene notevolmente ridotta e il caricabatterie entra in modalità buffer per caricare GB1 con una corrente debole. Ciò consente di mantenere la batteria in condizioni di funzionamento per lungo tempo senza sovraccaricarla. Un livello di alta tensione dall'uscita 3 di DD2 va anche all'ingresso 6 dell'elemento DD1.2 e arresta il multivibratore sugli elementi DD1.1 e DD1.2. Gli impulsi di conteggio smettono di arrivare all'ingresso. Dal contatore DD2. Per riavviare il multivibratore, azzerare il contatore utilizzando il pulsante “Reset” SA1 o spegnere l'alimentazione per alcuni secondi. Lo stadio di uscita sul transistor VT1 nel circuito è alimentato direttamente dall'unità di potenza sul trasformatore T1, sul ponte a diodi VD1 e sul condensatore C4. I microcircuiti sono alimentati tramite uno stabilizzatore di tensione sul chip DA2. L'aumento della tensione sul condensatore C4 rispetto alla tensione della batteria in carica consente la formazione di brevi impulsi di corrente di grande ampiezza per rimuovere la cristallizzazione degli elettrodi. La maggior parte delle parti della memoria sono posizionate su un circuito stampato di 96x38 mm (Fig. 2), fissato all'interno del case.
La custodia è stata utilizzata dalla fabbrica, tipo BP-1. Sul vassoio dell'alloggiamento è installato un trasformatore di tipo TN o TPP con una tensione di uscita di 2x12.2x15 V e una corrente di carico consentita di 1...1,5 A. Terminali di commutazione, amperometro, LED e regolatori sono installati sul pannello frontale del dispositivo. Il collegamento della batteria al caricabatterie viene effettuato utilizzando mollette. Il blocco diodi VD1 corrisponde a due diodi a impulsi del tipo KD213B. Il chip DD1 è sostituibile con KR1561LE5, 564LE5, CD4001B; DD2 - su CD4020, CD4040, K561IE20A, il timer analogico DA1 è sostituito con KR1006VI1, stabilizzatore DA2 - con KR142EN8A(G). È possibile utilizzare D333 o KT8116 come transistor di uscita. Resistori a bassa potenza - C2-29, C2-34, R10 - tipo RWR-7W, 2R00JSYC o C5-37V, variabile - SPO o SPD. Condensatori-KM. La configurazione del dispositivo dovrebbe iniziare con un controllo approfondito della presenza di errori nel circuito. Quando viene applicata la tensione di alimentazione (senza batteria), i LED HL1 e HL2 dovrebbero accendersi. Quando la batteria è collegata il led HL2 può accendersi con luminosità maggiore, in caso di “inversione di polarità” (polarità errata della batteria) si deve accendere il led rosso HL3.Il regolatore R6 imposta la corrente di carica della batteria targata. utilizzando l'amperometro (1/10 della capacità indicata sulla custodia), il regolatore R2 - il tempo di ricarica consigliato. Con una resistenza minima R2, dopo 3 minuti dovrebbe apparire un livello alto sull'uscita 2 di DD60, con un massimo dopo 600 minuti. Questi valori vengono regolati selezionando la resistenza R1. Una volta completata la ricarica, si consiglia di controllare la corrente di scarica della batteria e determinare la resistenza interna. Autore: V.Konovalov, Irkutsk
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