Caricabatterie basati su chip stabilizzatori di tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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

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L'articolo descrive semplici caricabatterie per batterie al piombo, comprese quelle per automobili.

Negli ultimi anni, batterie al piombo-acido esenti da manutenzione (gel) con una tensione di 6 V, composte da tre batterie, hanno iniziato ad essere utilizzate in varie apparecchiature. Sono utilizzati in torce portatili, giocattoli elettronici, gruppi di continuità, ecc. E nel laboratorio radioamatoriale possono essere trovati abbastanza spesso. Se queste batterie non vengono utilizzate regolarmente, devono essere conservate cariche.

A seconda della modalità operativa, la tensione delle batterie al piombo deve essere mantenuta entro determinati limiti. Quindi, ad esempio, per una batteria RB640BS con una capacità di 4,5 Ah, la tensione per l'uso ciclico dovrebbe essere compresa tra 7,2...7,5 V, per l'uso di backup - 6,75...6,9 V. La corrente massima di carica non deve superare 1,35 A. .

I chip stabilizzatori di tensione della serie 7809 sono disponibili in due versioni principali: con una tolleranza della tensione di uscita di 9 V ±2% (tensione di uscita entro 8,82...9,18 V) e ±4% (8,64...9,36 V) . Forniscono una corrente di carico massima di 1 A (alcune modifiche - fino a 1,5 A). Gli stabilizzatori sono dotati di unità di protezione contro sovracorrente e surriscaldamento, che li rendono molto attraenti per l'uso nei caricabatterie.

La tensione di uscita del regolatore 7809 può essere ridotta collegando all'uscita due o tre diodi serie 1N400x o 1N540x per ottenere il valore richiesto per caricare batterie al piombo con tensione nominale di 6 V. Cadute di tensione tipiche per le serie 1N400x e 1N540x i diodi a seconda della corrente sono riportati nella tabella.

Lo schema elettrico di un caricabatterie per batterie al piombo con una tensione nominale di 6 V sui chip 7809 è mostrato in Fig. 1.

Fig. 1

Contiene quattro stabilizzatori DA1-DA4, alle cui uscite sono collegati un resistore collegato in serie e due diodi per ridurre la tensione. Le batterie ricaricabili al piombo sono collegate ai connettori XS10-XS13. È possibile collegare un voltmetro ai contatti XS2, XS3 (e, di conseguenza, XS4-XS9) per misurare la corrente di carica. Poiché la resistenza dei resistori R3-R6 è 1 ohm, la lettura del voltmetro in volt (millivolt) è numericamente uguale alla corrente in ampere (milliamp).

È possibile collegare un carico al connettore XS1 per fornire una tensione non stabilizzata. Se il carico è collegato al connettore XS14, il caricabatterie può essere utilizzato come gruppo di continuità. In modalità normale, se è presente la tensione di rete, il carico viene alimentato dal caricabatterie. Le batterie sono cariche e poiché la corrente è limitata dai regolatori a 1 A, non c'è pericolo di sovraccaricare le batterie.

Quando scompare la tensione di rete, il carico verrà alimentato dalle batterie tramite i diodi VD5, VD8, VD11, VD14.

Il LED HL1 segnala la presenza di tensione all'uscita del raddrizzatore tramite diodi VD1, VD2.

Il trasformatore abbassatore T1 deve fornire una tensione a circuito aperto sugli avvolgimenti secondari di 2x(12,5...14,5) V e una corrente di carico di almeno 3 A. I diodi VD1, VD2 sono progettati per questa corrente. I diodi VD3-VD14 possono essere della serie 1N400x o 1N540x o qualsiasi altro che consenta una corrente diretta almeno pari alla corrente di carica delle batterie. Inoltre, sono applicabili i diodi Schottky, ad esempio 1N5819 (corrente diretta consentita 1 A, tensione inversa 40 V) o 1N5822 (3 A, 40 V).

Gli stabilizzatori DA1-DA4 sono installati su un comune dissipatore di calore. La capacità del condensatore C4 può essere aumentata a 6800-10000 µF.

La configurazione del dispositivo si riduce alla selezione dei diodi collegati all'uscita degli stabilizzatori e al loro numero per impostare la tensione richiesta sulle batterie.

Un caricabatterie simile può essere assemblato per caricare batterie per auto con una tensione di 12 V. In questo caso vengono utilizzati gli stabilizzatori della serie 7815. In genere, le batterie per auto vengono caricate con una corrente di 4... 6 A, la tensione su di esse in uno stato completamente carico è di circa 14,5... 15 V.

Fig. 2

Nella fig. La Figura 2 mostra uno schema di un semplice dispositivo in grado di caricare e mantenere tali batterie in uno stato carico.

Il trasformatore T1 abbassa la tensione di rete a 19...20 V, che poi raddrizza il ponte a diodi VD1-VD4 e livella i condensatori C2-C7. L'avvolgimento secondario del trasformatore e i diodi raddrizzatori devono essere dimensionati per la corrente di carica della batteria.

Il caricabatterie stesso è assemblato sugli stabilizzatori DA1-DA5 collegati in parallelo. I resistori R3-R7 collegati alle uscite degli stabilizzatori equalizzano la corrente di carica. La resistenza di uscita degli stabilizzatori non supera 0,03 Ohm. Poiché la resistenza dei resistori è dieci volte maggiore, possiamo supporre che tutti i circuiti dello stabilizzatore e del resistore abbiano la stessa resistenza di uscita.

I chip stabilizzatori della serie 7815 sono disponibili in tre modifiche principali: con una tolleranza per la tensione di uscita di 15 V ±2% (tensione di uscita entro 14,7...15,3 V), ±4% (14,4...15,6 V), ±5 % (14,25...15,75 V). Tutti possono essere utilizzati nel caricabatterie, ma sono preferibili gli stabilizzatori con una tolleranza del ±2%.

La batteria ricaricabile è collegata al connettore XS1. Il LED HL1 segnala la presenza di tensione all'uscita del caricatore. Se necessario è possibile ridurre la tensione della batteria da caricare. Per fare ciò, aprire i contatti dell'interruttore SA2, collegando il diodo VD6 in serie alla batteria. Se ciò non è richiesto, il diodo e l'interruttore non sono installati. Il diodo VD5 protegge gli stabilizzatori in caso di caduta della tensione di rete mentre la batteria è collegata.

I diodi FR602 (VD1-VD4) possono essere sostituiti con qualsiasi raddrizzatore con una corrente diretta consentita di almeno 5 A e una tensione inversa di almeno 50 V; ad esempio, HER602 è adatto. Sostituiremo il diodo Schottky SR1640 (VD6) con SR3020.

La corrente di uscita del caricabatterie è limitata dagli stabilizzatori DA1-DA5. La potenza massima che dissipano dipende dallo stato della batteria in carica e può essere significativa, quindi tutti i microcircuiti sono installati su un comune dissipatore di calore con un'area di almeno 200 cm².

Un caricabatterie assemblato correttamente con parti riparabili non richiede regolazioni.

Autore: P. Petrov

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