Автоматическое разрядно-зарядное устройство для аккумуляторных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Предлагаемое устройство после подключения аккумуляторной батареи сначала ее разряжает, затем заряжает, после чего переходит в режим ожидания. Напряжения разрядки и зарядки предварительно устанавливаю в интервале 1...12 В, а токи разрядки и зарядки - в интервале 0...0,25 А.

Схема устройства показана на рис. 1. Оно содержит блок питания, стабилизаторы тока разрядки и зарядки, а также узел управления и индикации. Блок питания собран на понижающем трансформаторе Т1, выпрямителе на диодном мосте VD1 со сглаживающим конденсатором С1 и интегральном стабилизаторе напряжения DA2. Выходное напряжение стабилизатора, кроме питания микросхем и других элементов, используется как образцовое для контроля за напряжением аккумуляторной батареи.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Выходной ток стабилизатора не превышает 15 мА и практически не влияет на изменение его выходного напряжения.

Узел управления и индикации содержит два ОУ DА 1.1, DA1.2, которые использованы как компараторы, два триггера DD1.1 и DD1.2, электронные ключи на транзисторах VT1, VT2, VT4, VT5 и стабилизатор тока на транзисторе VT3 ОУ DA1.2 контролирует напряжение на аккумуляторной батарее при ее разрядке. Переменным резистором R1 устанавливают напряжение, до которого она должна быть разряжена. Пока напряжение на ней превышает установленное, на выходе ОУ DA1.2 оно соответствует низкому логическому уровню ОУ DA1.1 контролирует напряжение аккумуляторной батареи при ее зарядке. Переменным резистором R3 устанавливают напряжение, до которого она должна быть заряжена. Пока напряжение на ней меньше установленного, на выходе ОУ DA1.1 присутствует низкий уровень.

Стабилизатор тока разрядки представляет собой источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Он собран на ОУ DA3.1, транзисторе VT6 и резисторе R23 - датчике тока. Конденсаторы С7 и СЭ обеспечивают устойчивую работу ИТУН. Ток разрядки устанавливают переменным резистором R17.

Его значение можно определить по формуле I_разр = U_R17 / R₂₃, где U_R17  - напряжение на движке резистора R17.

Стабилизатор тока зарядки собран на транзисторе VT7, источник образцового напряжения - на стабилитроне VD2, ток через который стабилизирован транзистором VT3, а резистор R26 выполняет функцию датчика тока. Переменным резистором R25 устанавливают ток зарядки. Диод VD3 предотвращает разрядку аккумуляторной батареи через транзистор VT7 при отключении устройства от сети. В этой же ситуации резисторы R7 и R8 ограничивают входные токи ОУ DA1.1 и ОА1.2.

Работает устройство следующим образом. После подключения аккумуляторной батареи переменными резисторами R1 и R3 устанавливают значения напряжения, до которых необходимо разрядить и зарядить батарею, и включают устройство в сеть. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 "Пуск" триггеры DD1.1 и DD1.2 установятся в нулевое состояние - низкий уровень на прямых выходах (выводы 1 и 13 DD1) и высокий на инверсных (выводы 2 и 12). Напряжение питания поступит на резистор R15, и на движке резистора RI7 появится управляющее напряжение стабилизатора тока разрядки, поэтому он начнет работать. Этот режим индицирует светящийся светодиод HL2 "Разрядка", поскольку на него поступит питающее напряжение через открытый транзистор VT2.

По мере разрядки напряжение на аккумуляторной батарее начнет уменьшаться, и когда оно станет меньше напряжения на движке резистора R1, компаратор DA1. 2 переключится. На его выходе появится высокий уровень, который установит триггер DD1.2 в единичное состояние. На инверсном выходе установится низкий уровень, поэтому ток разрядки станет близким к нулю, светодиод HL2 погаснет, а транзистор VT5 откроется. Поскольку транзистор VT4 при этом открыт за счет высокого уровня на инверсном выхода триггера DD1.1, через стабилитрон VD2 потечет ток и начнет работать стабилизатор тока зарядки. Этот режим индуцируется горящим светодиодом HL3 "Зарядка".

По мере зарядки напряжение на аккумуляторной батарее увеличивается, и при достижении напряжения отключения, которое установлено резистором R3, ОУ DA2.1 переключится, сменив на высокий низкий уровень на выходе. Триггер DD1 1 установится в единичное состояние, что приведет к открыванию транзистора VT1 и закрыванию транзистора VT4. Зарядка остановится, светодиод HL3 погаснет, и загорится светодиод HL1 "Конец зарядки.

Большинство деталей устанавливают на печатной плате из односторонне фольгированого стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Конденсаторы С5, С6 и С8 монтируют со стороны печатных проводников на выводах микросхем DD1, DA1 и DA3. Транзисторы VT6, VT7 после установки на плату крепят к пластине размерами 99х25х10 мм и толщиной 1,5 мм из алюминиевого сплава, которая служит теплоотводом. Причем транзистор VT6 крепят через теплопроводящую изолирующую прокладку. Плату устанавливают на дно пластмассового корпуса подходящего размера, там же закрепляют и понижающий трансформатор Т1. На крышке корпуса устанавливают переменные резисторы, светодиоды и кнопку, а на боковой стенке - держатель плавкой вставки.

Рис. 2

Применены постоянные резисторы МЛТ С2-23, переменные - СПЗ-4АМ группы А, но возможна замена на переменные резисторы другого типа с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка. Оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные, остальные - К10-17. Транзисторы KT3102A заменимы ни транзисторы. КТ3102, КТ342, КТ315 с любыми буквенными индексами, KT3I07 - на транзисторы. КТ3107? КТ361 также с любым буквенным индексом. Транзистор. КТ303В можно заменить на КП303Г, КПЗС3Д, транзистор, КТ973А - на КТ973Б ОУ LМ358М заменим его аналогами КР1040УД1, КР1464УД1Р, аналог микросхемы LM7B12CV - КР142ЕН8Б. Кнопка SB1 - любая с самовозвратом, например, П2К без фиксации. Понижающий трансформатор - ТС-10-ЗМ либо другой, обеспечивающий на вторичной обмотке переменное напряжение 15...18 В при выходном токе до 0,3 А. Диодный мост RB152 заменим любым с допустимым обратным напряжением не менее 50 В и прямым током не менее 0,5 А или отдельными диодами с такими же параметрами.

Если монтаж выполнен правильно и моменты исправны, налаживание сводится к градуировке шкал резисторов R1 и R3, R17 и R2S и регулировке стабилизаторов тока разрядки и зарядки. Сначала градуируют шкалы резисторов R1 и R3 - для этого включают питание, а к их движкам поочередно подключают вольтметр. изменяя положение движков резисторов, устанавливают требуемое напряжение и делают соответствующие отметит не шкале. Шкалу резистора R1 градуируют через 1 В из расчете 1 В на один аккумулятор), шкалу резистора R3 - через 1,45 В. Например шкала резистора R1 - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 В, а шкала резистора R3 - 1,45; 2,9; 4,35: 5,8; 7,25; 8,7; 10,15 и 11,6 В.

Для градуировки шкалы резисторов R17 и R25 их движки устанавливают в нижнее (R17) и правое (R25) по схеме положение, а последовательно с заряженной батареей аккумуляторов включают амперметр и подключают их к устройству. Движки резисторов R1 и R3 устанавливают в верхнее по схеме положение, включают устройство в сеть и кратковременно нажимают на кнопку SB1 "Пуск". Устройство начнет работать в режиме разрядки. Движок резистора R17 устанавливают в верхнее по схеме положение и контролируют максимальный ток разрядки. При необходимости его изменяют подборкой резистора R15. Затем градуируют шкалу резистора R17, делая на ней отметки в соответствии с показаниями амперметра.

Для градуировки шкалы резистора R25 его движок устанавливают в крайнее левое по схеме положение и кратковременно подают напряжение питания (12 В) на вход S (вывод 8) триггера DD1.2 - устройство перейдет в режим зарядки. При необходимости максимальное значение тока зарядки устанавливают подборкой резистора R22. Далее градуируют шкалу резистора R25, делая на ней отметки, соответствующие показаниям амперметра.

Автор: Мазепа Н.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Разработка энергонезависимой памяти CeRAM 06.02.2014 Инновационная технология энергонезависимой памяти, которая может лучше масштабироваться и показывать более высокую производительность, чем флеш-память и традиционная резистивная память (ReRAM), заинтересовала крупного разработчика процессорных архитектур ARM Holdings. Память CeRAM (Correlated electron RAM, память с коррелированным электроном) активно продвигает компания Symetrix. ARM, в свою очередь, поддерживает её исследования. В проект, занимающийся исследованием CeRAM-памяти, вовлечены компании Symetrix, ARM, Университет Колорадо и Техасский университет. Конкретные цели, длительность и бюджет проекта не озвучены, но участник исследования, профессор Арауджо (Araujo), отметил, что вскоре Symetrix получит важные данные о CeRAM-приборах с помощью атомно-силового микроскопа, который позволяет разглядывать детали размером порядка 5 нм. Эти данные должны будут продемонстрировать "новые переключающие" свойства устройства. Интенсивные исследования таких технологий как ReRAM и CeRAM объясняются тем фактом, что флеш-память подходит к своему технологическому барьеру и разрабатывать устройства по техпроцессам менее 10-20 нм будет весьма проблематично. Поэтому отрасли нужны принципиально новые разработки. Что касается ReRAM, то в развитии этой технологии исследователей подстерегают множество барьеров. Понимание физических процессов формирования и разрушения так называемых проводящих нитей в изолирующем слое между верхними и нижними электродами в ReRAM-памяти оказалось затруднительным, а без этого продвигаться дальше сложно. В отличие от ReRAM, CeRAM является резистивной памятью, в которой используются те же окиси переходных металлов (TMO), такие как NiO, но при этом не используются нити и гальванопластика. Вместо этого в CeRAM-памяти наблюдаются квантовые эффекты корреляции позиций электронов, откуда она и получила своё название. В структуре CeRAM выделяется активная область TMO, которая разделяет два проводящих слоя TMO, тогда как в ReRAM окись переходного металла занимает полностью всю область между слоями металла. TMO имеют неполные атомные оболочки 3d или 4d, которые проходят через переход металл-изолятор. В случае с NiO достаточно напряжения 0,6 В для записи изолированного состояния и 1,2 В для записи проводящего состояния. При этом не требуются никакие термодинамические фазовые переходы, как в традиционной ReRAM. Скорость переключения ячеек CeRAM-памяти может достигать десятки фемтосекунд, а напряжение питания при чтении составляет всего около 0,1-0,2 В. Состояние памяти остаётся стабильным даже при нагреве вплоть до 400 градусов Цельсия.

Другие интересные новости:

▪ Телевизионный сервис Intel

▪ Музыка помогает лучше учиться

▪ Жир вызывает депрессию

▪ Fujifilm возвращается на рынок черно-белой фотопленки

▪ Музыкальный формат EnCodec

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Сумбур вместо музыки. Крылатое выражение

▪ статья Чем Терминатор отличается от Херминатора? Подробный ответ

▪ статья Исполнитель поручений бюро бытовых услуг. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме КР174УН23. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Организация и эксплуатация электроустановок. Техобслуживание, ремонт, модернизация и реконструкция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026