Caricabatterie piccolo

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche

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Con la potenza di piccole apparecchiature da celle galvaniche e batterie ai prezzi odierni, puoi letteralmente andare in rovina. È più redditizio, dopo aver speso una volta, passare all'uso delle batterie. Affinché funzionino a lungo, devono essere utilizzati correttamente: non scaricare al di sotto della tensione consentita, caricare con una corrente stabile e interrompere la ricarica in tempo. Ma se l'utente stesso deve monitorare l'adempimento della prima di queste condizioni, allora è consigliabile affidare al caricatore l'adempimento delle altre due. È un tale dispositivo descritto nell'articolo.

Durante lo sviluppo, il compito era progettare un dispositivo con le seguenti caratteristiche:

• ampi intervalli di variazione della corrente di carica e della tensione della cessazione automatica della carica (APZ). provvedere alla ricarica sia di singole batterie utilizzate per alimentare apparecchiature di piccole dimensioni, sia di batterie costituite da esse con un numero minimo di interruttori meccanici;
• vicino a scale uniformi di regolatori, consentendo di impostare la corrente di carica e la tensione APL con una precisione accettabile senza strumenti di misura;
• elevata stabilità della corrente di carica al variare della resistenza di carico;
• relativa semplicità e buona ripetibilità.

Il dispositivo descritto soddisfa pienamente questi requisiti. È progettato per caricare batterie D-0,03, D-0,06. Re-0,125, Re-0,26, Re-0,55. TsNK-0,45, NKGTS-1,8, le loro controparti importate e le batterie costituite da loro. Fino alla soglia impostata per l'accensione del sistema APL, la batteria viene caricata con una corrente stabilizzata, indipendente dal tipo e dal numero di celle, mentre la tensione su di essa aumenta gradualmente durante la ricarica. Dopo l'attivazione del sistema, la tensione costante impostata in precedenza viene mantenuta stabilmente sulla batteria e la corrente di carica diminuisce. In altre parole, non c'è sovraccarico e scaricamento della batteria, che può rimanere collegata al dispositivo per lungo tempo.

Il dispositivo può essere utilizzato come alimentatore per piccole apparecchiature con tensione regolabile da 1,5 a 13 V e protezione da sovraccarico e cortocircuito nel carico.

Le principali caratteristiche tecniche del dispositivo sono le seguenti:

• corrente di carica al limite "40 mA" - 0...40, al limite "200 mA" - 40...200 mA;
• instabilità della corrente di carica quando la resistenza di carico cambia da 0 a 40 Ohm - 2.5%;
• Limiti di regolazione della tensione di attuazione APZ - 1,45 ... 13 V.

Lo schema schematico del dispositivo è mostrato in fig. uno.

Una sorgente di corrente su un transistor \L "4 viene utilizzata come stabilizzatore di corrente di carica. A seconda della posizione dell'interruttore SA2, la corrente nel carico In è determinata dalle relazioni: IН \u10d (UB - UBE) / R9 e IН \u10d (UB - UBE) / (R4 + R9 ), dove UB è la tensione alla base del transistor VT10 rispetto al bus positivo, V; UBE è la caduta di tensione alla sua giunzione dell'emettitore, V; RXNUMX, RXNUMX sono le resistenze dei resistori corrispondenti, Ohm.

Da queste espressioni risulta che modificando la tensione alla base del transistor VT4 con un resistore variabile R8. la corrente di carico può essere regolata su un'ampia gamma. La tensione ai capi di questo resistore è mantenuta da un diodo zener costante VD6, la corrente attraverso la quale, a sua volta, è stabilizzata da un transistor ad effetto di campo VT2. Tutto ciò garantisce l'instabilità della corrente di carica specificata nelle specifiche tecniche. L'utilizzo di una sorgente di corrente stabile controllata dalla tensione ha permesso di ridurre la corrente di carica fino a valori molto piccoli, di avere una scala del regolatore di corrente vicina all'uniforme (R8) e di cambiare semplicemente i limiti della sua regolazione.

Sistema APS. attivato dopo aver raggiunto la tensione massima consentita sulla batteria o sulla batteria, include un comparatore sull'amplificatore operazionale DA1, una chiave elettronica sul transistor VT3, un diodo zener VD5. stabilizzatore di corrente sul transistor VT1 e sui resistori R1 - R4. Il LED HL1 funge da indicatore della carica e del suo completamento.

Quando una batteria scarica è collegata al dispositivo, la tensione su di essa e l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA1 è inferiore a quella esemplare su quella invertente, che è impostata dal resistore variabile R3. Per questo motivo la tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale è vicina alla tensione del filo comune, il transistor VT3 è aperto, una corrente stabile scorre attraverso la batteria, il cui valore è determinato dalle posizioni della variabile resistenza R8 e interruttore SA2.

Man mano che la batteria si carica, la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1 aumenta. Anche la tensione alla sua uscita aumenta, quindi il transistor VT2 esce dalla modalità di stabilizzazione corrente, VT3 si chiude gradualmente e la sua corrente di collettore diminuisce. Il processo continua fino ad allora. fino a quando il diodo zener VD6 cessa di stabilizzare la tensione attraverso i resistori R7, R8. Con una diminuzione di questa tensione, il transistor VT4 inizia a chiudersi e la corrente di carica diminuisce rapidamente. Il suo valore finale è determinato dalla somma della corrente di autoscarica della batteria e della corrente che scorre attraverso il resistore R11. In altre parole, da quel momento in poi, sulla batteria carica viene mantenuta la tensione impostata dal resistore R3, e nella batteria scorre la corrente necessaria a mantenere tale tensione.

Il LED HL1 indica l'inclusione del dispositivo nella rete e due fasi del processo di ricarica. In assenza di batteria, viene impostata una tensione sul resistore R11, determinata dalla posizione del cursore del resistore variabile R3. È necessaria pochissima corrente per mantenere questa tensione, quindi HL1 si illumina molto debolmente. Nel momento in cui la batteria è collegata, la luminosità del suo bagliore aumenta al massimo e dopo l'attivazione del sistema APL al termine della ricarica, diminuisce bruscamente alla media tra quelle sopra menzionate. Se lo desideri, puoi limitarti a due livelli di bagliore (debole, forte), per i quali è sufficiente scegliere un resistore R6.

I dettagli del dispositivo sono montati su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in fig. 2. È realizzato tagliando la lamina ed è progettato per l'installazione di resistori fissi MLT, tuning (filo) PPZ-43. condensatori K52-1B (C1) e KM (C2). Il transistor VT4 è montato su un dissipatore di calore con un'area di dissipazione del calore effettiva di 100 cm2. I resistori variabili R3 e R8 (PPZ-11 del gruppo A) sono fissati sul pannello frontale del dispositivo e sono dotati di scale con segni corrispondenti.

(clicca per ingrandire)

Interruttori SA1 e SA2 - qualsiasi tipo, è auspicabile, tuttavia, che i contatti utilizzati come SA2 siano progettati per la commutazione di corrente di almeno 200 mA.

Il trasformatore di rete T1 deve fornire una tensione alternata di 20 V con una corrente di carico di 250 mA sull'avvolgimento secondario.

I transistor ad effetto di campo KP303V possono essere sostituiti con KP303G - KP303I, bipolare KT361V - con transistor della serie KT361. KT3107, KT502 con qualsiasi indice di lettere (eccetto A) e KT814B - su KT814V, KT814G, KT816V, KT816G. Il diodo Zener D813 (VD5) deve essere selezionato con una tensione di stabilizzazione di almeno 12,5 V. È invece consentito utilizzare D814D o due diodi zener a bassa potenza collegati in serie con una tensione di stabilizzazione totale di 12,5 ... 13,5 V È possibile sostituire i resistori variabili PPP-11 ( R3, R8) di qualsiasi tipo di gruppo A e PPP-43 (R10) - un resistore sintonizzato di qualsiasi tipo con una potenza di dissipazione di almeno 3 W.

La configurazione del dispositivo inizia con la selezione della luminosità del LED HL1. Per fare ciò, commutare gli interruttori SA1 e SA2, rispettivamente, nelle posizioni "13 V" e "40 mA". e il motore del resistore variabile R8 - in media, collega un resistore con una resistenza di 1 ... 2 Ohm alle prese XS50 e XS100 e trova questa posizione del motore del resistore R3. che cambia la luminosità del bagliore HL1. Un aumento della differenza nella luminosità del bagliore si ottiene selezionando il resistore R6.

Quindi, vengono impostati i limiti degli intervalli per la regolazione della corrente di carica e della tensione APL. Collegando un milliamperometro con un limite di misurazione di 200 ... 300 mA all'uscita del dispositivo. spostare il cursore del resistore R8 nella posizione inferiore (secondo lo schema) e l'interruttore SA2 nella posizione "200 mA". Modificando la resistenza del resistore trimmer R10, la freccia del dispositivo viene deviata sul segno di 200 mA. Quindi il cursore R8 viene spostato nella posizione superiore e selezionando il resistore R7 si ottengono letture di 36 ... 38 mA. Infine, imposta SA2 sulla posizione "40 mA". riportare il cursore del resistore variabile R8 nella posizione inferiore e selezionando R9 impostare la corrente di uscita nell'intervallo 43 ... 45 mA.

Per regolare i limiti dell'intervallo di regolazione della tensione APL, l'interruttore SA1 è impostato sulla posizione "13 V" e un voltmetro CC con un limite di misurazione di 15 ... 20 V è collegato all'uscita del dispositivo. la resistenza R1. Successivamente, spostando SA4 in posizione "4,5 V", nelle stesse posizioni dello slider R13, impostare la freccia dello strumento a 3 e 1 V selezionando la resistenza R4,5.

Successivamente, ricollegando un milliamperometro all'uscita, tarare la scala del regolatore di corrente di carica (R8). e con l'aiuto di un voltmetro - la scala del regolatore di tensione APZ (R3).

Durante il funzionamento, la tensione APL è impostata al tasso di 1,4 ... 1,45 V per una batteria ricaricabile.

Se il dispositivo non deve essere utilizzato per alimentare apparecchiature radio, l'indicazione della fine della carica spegnendo il LED può essere sostituita dal suo lampeggio, per il quale è sufficiente inserire l'isteresi nel comparatore - aggiungere il dispositivo con i resistori R12, R13 (Fig. 3), e rimuovere la resistenza R6.

Dopo tale perfezionamento, quando viene raggiunto il valore di tensione APL impostato, il LED HL1 si spegnerà e la corrente di carica attraverso la batteria si interromperà completamente. Di conseguenza, la tensione su di esso inizierà a diminuire, quindi lo stabilizzatore di corrente si riaccenderà e il LED HL1 si accenderà. In altre parole, quando viene raggiunta la tensione impostata, HL1 inizierà a lampeggiare, il che a volte è più evidente di una certa luminosità media del bagliore. La natura del processo di ricarica della batteria in entrambi i casi rimane invariata.

Autore: N. Herzen, Berezniki, regione di Perm

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