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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Caricatore automatico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Per prolungare la durata delle batterie al nichel-cadmio o al nichel-metallo idruro, si consiglia di scaricare la batteria prima di ogni ricarica. Farlo senza un dispositivo speciale è scomodo e trascurare lo scarico può portare alla comparsa di un effetto "memoria". Il caricabatterie descritto di seguito esegue automaticamente sia le funzioni di scarica che quelle di ricarica. Il caricabatterie è progettato per caricare batterie ricaricabili costituite da 7-10 batterie alcaline sigillate in una modalità vicina a quella indicata sull'etichetta della batteria. Il produttore garantisce la durata della batteria (numero di cicli di carica-scarica) e il mantenimento della sua capacità nominale alle seguenti condizioni operative: scarica ad una tensione finale di almeno 1 V e carica con una corrente pari ad un decimo della capacità nominale in amperora per 15 ore Nel dispositivo proposto la scarica viene effettuata ad una tensione finale corrispondente a 1,05 V per ciascuna cella della batteria. La corrente di carica è 0,8 nominale, il tempo di ricarica è di circa 17 ore, la capacità delle batterie caricate va da 0,1 a 1 Ah. Lo schema del dispositivo è mostrato in figura. Il funzionamento del dispositivo è molto semplice: basta collegare la batteria ai terminali X1, X2, accendere l'interruttore a levetta "Rete" SA1 e premere il pulsante "Start" SB1. Quando l'alimentazione viene interrotta, il dispositivo entra in modalità standby e quando appare la tensione nella rete, il processo continua
La batteria viene scaricata da un generatore di corrente stabile alla tensione finale, alla quale la fem della batteria più debole scende a 1,05 V. Quando viene raggiunta la tensione finale, il generatore di corrente stabile viene collegato in serie con la batteria alla fonte di alimentazione, fornendo corrente di carica. Allo stesso tempo, viene avviato un timer che interrompe la ricarica dopo 17 ore e 4 minuti. Il caricabatterie è alimentato da una rete CA da 220 V. L'alimentatore è un raddrizzatore a onda intera VD1 con condensatori di spegnimento C1, C2, C3 e un resistore limitatore di corrente R1. La tensione livellata dai condensatori C4 e C5 viene fornita ai diodi zener VD2 e VD4 collegati in serie con una tensione di stabilizzazione di 10 V. La prima tensione viene utilizzata per alimentare la parte principale del dispositivo e la seconda per alimentare la corrente generatore in modalità di ricarica della batteria. Il generatore di corrente è parametrico. È assemblato utilizzando transistor VT5, VT6, LED HL2 e resistori R17, R18. Il transistor VT5 imposta la corrente attraverso il LED HL2, che, oltre a indicare la corrente attraverso la batteria, funge da stabilizzatore di bassa tensione. Il transistor VT6 è collegato secondo il circuito inseguitore dell'emettitore. La corrente richiesta viene impostata con il resistore di regolazione R17. Dopo l'attivazione dei relè K1 e K2, il generatore di corrente è collegato in parallelo alla batteria e la scarica e quando gli avvolgimenti del relè sono diseccitati, il generatore di corrente è collegato in serie con la batteria alla fonte di alimentazione - viene caricato . Il chip DD2 funziona contemporaneamente come oscillatore al quarzo ad una frequenza di 32768 Hz e come divisore di frequenza. All'uscita S2 del microcircuito, la frequenza è 2 Hz, all'uscita M - 1/60 Hz. Il dispositivo funziona come segue. Collegare la batteria ai contatti X1 e X2. Accendere l'interruttore a levetta SA1 e premere il pulsante SB 1 "Start". Quando i contatti del pulsante destro sono chiusi secondo lo schema, la tensione viene fornita al circuito C13R21 e quindi all'ingresso R del grilletto DD3.2. Un livello elevato appare al suo output inverso. Inoltre, un livello alto attraverso il diodo VD6 viene fornito al circuito C8R6 e all'ingresso R del contatore DD1, trasferendolo allo stato zero. Quando il gruppo sinistro di contatti del pulsante SB1 è chiuso secondo lo schema, la corrente scorre attraverso gli avvolgimenti dei relè K1 e K2, i relè vengono attivati (i contatti 2 e 3 sono chiusi) e un generatore di corrente è collegato in parallelo alla batteria . Inizia il processo di scarica della batteria, come evidenziato dal bagliore del LED HL3. La tensione sul motore del resistore R15 è maggiore di quella necessaria per polarizzare direttamente la giunzione dell'emettitore del transistor VT4 e del LED HL4, utilizzato come stabistore di bassa tensione . Il transistor VT4 è aperto, è presente un livello basso sul collettore e sull'ingresso D del trigger DD3.1. Gli impulsi di clock con una frequenza di 2 Hz arrivano all'ingresso C del trigger DD3.1 e lo mettono in uno stato in cui l'uscita diretta è bassa e l'uscita inversa è alta. Questo livello elevato arriva attraverso il diodo VD7 all'ingresso R del contatore DD1 e alla base del transistor composito VT7VT8, aprendolo. La corrente attraverso i transistor aperti e gli avvolgimenti del relè K1 K2 mantiene i contatti di questi relè nello stato attivato, in cui il generatore di corrente è collegato in parallelo alla batteria e la scarica. Quando la batteria si scarica, la tensione sul motore del resistore R15 diventa insufficiente per mantenere aperto il transistor VT4, che si chiude e appare un livello alto sul suo collettore e sull'ingresso D del trigger DD3.1. Con l'arrivo del successivo impulso di clock all'ingresso C del trigger DD3.1, sulla sua uscita inversa appare un livello basso e sulla sua uscita diretta appare un livello alto. Il transistor composito VT7VT8 si chiude, gli avvolgimenti dei relè K1 e K2 vengono diseccitati, i loro contatti ritornano nella posizione in cui il generatore di corrente è collegato in serie con la batteria ad una fonte di alimentazione a 25 V per la ricarica. Allo stesso tempo, all'ingresso R del contatore DD1 appare un livello basso e inizia a contare gli impulsi con una frequenza di 1/60 Hz che arrivano al suo ingresso C dall'uscita M del contatore DD2. Il livello alto dall'uscita diretta del trigger DD3.1 viene fornito all'ingresso S del trigger DD3.2, mentre la tensione alla sua uscita inversa diventa zero, il diodo VD10 si apre e il flusso di impulsi all'ingresso C di il trigger DD3.1 si ferma. Il fattore di conversione del contatore DD1 è 1024, la frequenza di ingresso è 1/60 Hz (un impulso al minuto). Quando arriva il 1024esimo impulso (dopo 17 ore e 4 minuti), sull'uscita 2 del contatore DD1 appare un livello alto, che apre i transistor VT2 e VT3. Il transistor composito VT3 bypassa la fonte di alimentazione e il processo di ricarica si interrompe. Tuttavia non l'intero dispositivo è diseccitato. Una corrente proveniente da una batteria carica pari a 30 μA inizia a fluire attraverso il diodo VD5, il resistore R2 e la giunzione dell'emettitore collegata in modo inverso del transistor VT1, che svolge la funzione di un diodo zener a bassa corrente con una tensione di stabilizzazione di 6,3 V. Questa tensione alimenta i microcircuiti DD1, DD3 e li mantiene nello stato in cui si trovavano al momento in cui la fonte di alimentazione è stata bypassata. La possibilità di memorizzare informazioni in assenza di tensione di rete consente di consentire interruzioni del processo di scarica-carica dovute alla mancanza di tensione nella rete di alimentazione. Il diodo VD11 è progettato per proteggere il caricabatterie: quando la batteria è collegata con la polarità sbagliata, il diodo VD11 si apre e il fusibile FU2 si brucia. Il dispositivo utilizza condensatori MBGCH (C1-C3) per una tensione di 500 V. I relè K1 e K2 sono interruttori reed RES55A con passaporto RS4.569.600-02. Resistore R1 - C5-42V, R15, R17 - SPZ-19a. I diodi Zener VD2, VD4 e il transistor VT6 sono posizionati su dissipatori di calore in duralluminio con un'area di 20 cm2 ciascuno. Il circuito stampato compatto del dispositivo è alloggiato in una scatola metallica che lo protegge da potenti campi elettromagnetici ed elettrostatici che possono causare falsi allarmi. Poiché il dispositivo dispone di un'alimentazione di rete senza trasformatore, è necessario prestare attenzione durante l'installazione e il funzionamento. In fase di configurazione è consigliabile collegare il dispositivo alla rete tramite trasformatore di isolamento. La configurazione del dispositivo consiste nel determinare la corrente di carica e scarica richiesta e nel determinare il momento in cui il dispositivo passa dalla modalità di scarica alla modalità di carica. Per prima cosa, imposta il cursore del resistore R17 nella posizione più bassa secondo il diagramma e R15 nella posizione più alta. Collegare una batteria non completamente scarica ai contatti XI, X2 tramite un milliamperometro e collegare il dispositivo alla rete. Premere il pulsante "Start": la batteria inizia a scaricarsi attraverso il generatore di corrente. La corrente di scarica richiesta viene impostata ruotando il motore del resistore R17. Scollegare il milliamperometro, collegare la batteria direttamente ai contatti X1, X2 e premere il pulsante "Start": la scarica continua. Monitorare periodicamente la tensione su ciascuna cella della batteria. Quando su uno qualsiasi di essi viene raggiunto il valore di 1,05 V, la scarica viene interrotta ruotando dolcemente il cursore del resistore R15 verso il basso secondo il circuito. In questo caso il dispositivo passa alla modalità di ricarica, il LED HL3 si spegne. L'uscita del dispositivo è collegata galvanicamente alla rete, per cui la batteria può essere collegata o scollegata solo nella posizione off dell'interruttore a levetta SA1. Autore: Sh.Gizatullin, Tomsk
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