Ступенчатое зарядное-разрядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Эксплуатация свинцовых аккумуляторов всегда сопряжена с ростом сульфатации пластин, аккумулятор в автомобиле со временем приходит в негодность и не в состоянии отдать стартовый ток. поскольку сульфат свинца, создавая высокое внутреннее сопротивление, препятствует его выходу из внутренних слоев пластин.

Увеличение емкости аккумулятора для компенсации потерь приводит к увеличению его массы и габаритов. Хороший результат для электрохимического восстановления застарелой сульфатации достигается применением циклического зарядно-разрядного метода с "падающей "характеристикой зарядного тока. Использование зарядно-разрядных циклов с соотношением токов 1:10...1:20 позволяет восстановить аккумулятор до рабочего состояния за 3.5 часов.

Диагностика аккумуляторов в ходе восстановления указывает на резкое снижение их внутреннего сопротивления уже через час. Недостаток такой технологии состоит в том, что необходимо постоянно контролировать ток заряда, который растет по мере снижения внутреннего сопротивления аккумуляторов, и по необходимости его снижать, автоматическое снижение зарядного тока приводит к качественному восстановлению аккумуляторов и упрощает зарядку. Для такого процесса разработано устройство, схема которого представлена на рисунке. Устройства конструктивно состоит из нескольких блоков:

• мультивибратора на логической микросхеме DD1;
• таймера временных интервалов на 14-разрядном счетчике DD2;
• аналогового таймера-компаратора на микросхеме DA2.

(нажмите для увеличения)

Ступенчатое снижение тока заряда зависит от прошедшего времени с начала процесса и кода на выходах счетчика DD2.Коммутация цепей, обеспечивающих токи заряда и разряда, выполняется ключами на полевых транзисторах VT1 и VТ2. В отличие от ключей на биполярных транзисторах, они меньше нагреваются из-за низкого сопротивления канала. Единственное условие - напряжение на затворе не должно превышать напряжение питания. Ключ VT1 разряжает аккумулятор на нагрузку в виде мощного резистора R17, VT2 подает зарядный ток с сетевого выпрямителя в аккумулятор. Очередность переключения режимов, длительность импульсов, их скважность и частота зависят от параметров частотозадающих цепей таймера DA2. Параллельный стабилизатор на "регулируемом стабилитроне'' DA1 задает напряжение на входе 5 DA2 в зависимости от текущего времени заряда и поддерживает заданный уровень зарядно-разрядного тока.

Индикация режимов выполнена на светодиодах разного цвета, а контроль суммарного тока осуществляется измерительным прибором. Р1. Тактовый генератор выполнен на элементах 2 ИЛИ, НЕ DD1.1, DD1.2, С1 и R1. Частота импульсов мультивибратора рассчитывается по приближенной формуле f=O,44/(R1 С1). Она устанавливается около 1 Гц. Светодиод HL1, мигая, индицирует ход процесса. Время заряда аккумулятора задается резистором R1. После появления высокого уровня на выходе 3 DD2 генератор на микросхеме DD1 прекращает работу.

Импульсы счета с мультивибратора поступают на вход. С счетчика DD2 и изменяют состояние его выходов. Уровни с выходов счетчика через резисторы R4...R7 и диоды VD1.VD4 суммируются на резисторе R9. Чем больше прошло времени с начала цикла, тем больше получается напряжение на R9. При максимальном напряжении на R9 регулируемый стабилитрон DA1открывается управляющим напряжением по входу 1, и напряжение на входе 5 DA2 снижается до нижнего уровня стабилизации DA1 (2,5 В). Это ниже 1/3 напряжения питания DA2, поэтому на его выходе устанавливается низкий уровень, и зарядка аккумулятора прекращается.

Снижение опорного напряжения на входе 5 DA2 увеличивает частоту генерации таймера DA2 без изменения скважности импупьсов, что приводит к снижению тока заряда на данной ступени зарядно-рэзрядного цикла. Максимальные токи заряда и разряда устанавливаются с помощью регуляторов R11 "Заряд" и R13 "Разряд". Резистором R9 устанавливается буферный ток подзаряда аккумулятора при высоких уровнях на всех выходах счетчика и в цели обратной связи (R8). В устройстве можно предусмотреть также снижение тока заряда при повышении окружающей температуры, заменив резистор R10 терморезистором (типа ММТ-1).

Диод VD5 в цепи разряда конденсатора С5 установлен для разделения зарядной (R10-R11) и разрядной (R13) цепей. При зарядке конденсатора С5 до уровня в 2/3 Un внутренний триггер таймера переключает верхний компаратор по входу 6 DA2 на разряд конденсатора, и напряжение на выводе 7 DA2 снижается до нуля. Транзистор VT1 открывается, и аккумулятор GB1 разряжается через резистор R17 с периодом времени T1=0?69R13С5. Светодиод HL2 индицирует наличие разрядного тока. По окончании цикла разрядки внутренний транзистор таймера закрывается, и возобновляется цикл зарядки конденсатора С5 с ростом напряжения от 1/3Un до 2/3Un. В это время на выходе 3 DA2 - высокий уровень, транзистор VT2 открыт, и происходит зарядка аккумулятора GB1 от сетевого источника питания с периодом T2=0?69C5(R10+R11). Перегрузка в цепи зарядного тока индицируется светодиодом HL3.

Питание микросхем устройства выполнено от аккумулятора GB1 через стабилизатор напряжения DA3. При отсутствии аккумулятора или неправильной его коммутации схема остается без питания и не включается.

Для зарядки аккумуляторов емкостью до 180 А ч достаточно тока 5...8 А. Мощность трансформатора Т1 должна быть при этом 150.200 Вт. Можно использовать трансформаторы типа ТС-180, ТН-55, ТН-61. Полевой транзистор VT1 должен быть рассчитан на ток до 5 А при напряжении 100 В, VT2 - на ток не менее 20 А при напряжении 150 В. На транзисторы для защиты от перегрева необходимо установить алюминиевые радиаторы размерами 60x58x40 мм. Микросхемы в устройстве - серий К561 или К176, управляемый стабилитрон - КР142ЕН19А, аналоговый таймер- КР1006ВИ1.

Наладка устройства начинается с проверки напряжений питания. Следует учесть, что микросхемы и разрядный транзистор VT1 и питаются от аккумулятора GB1, зарядная цепь на транзисторе VT2 - от сетевого источника на Т1. Для ускорения проверки емкость конденсатора С1 можно временно уменьшить до 0,01 мкФ. После нажатая кнопки SB1 "Пуск" счет запустится, о чем укажет индикатор HL1.

Перед проверкой работы таймера DА2 движок резистора R9 переводится в нижнее по схеме положение. При этом напряжение на выводе 5 DA2 - максимально. Резистором R11 устанавливается максимальный ток заряда по амперметру Р1 в соответствии с емкостью аккумулятора GB1 (Imax=0,05С, где С - емкость аккумулятора). Цепь обратной связи с аккумулятора на резистор R9 через R8 позволяет автоматически снижать зарядный ток при росте напряжения на аккумуляторе.

Авторы: В.Коновалов, А.Вантеев

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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Реклама на экране смартфона дополнительно разряжает аккумулятор 30.03.2012 Пользователи подчас сталкиваются с быстрой разрядкой батареи своего смартфона. Интересно, что увеличить автономность устройства часто может лишь покупка платных версий используемых мобильных приложений. Судя по последнему исследованию, в среднем 75% энергии, используемой бесплатными версиями мобильных приложений Android, тратится на выдачу рекламы или отслеживание/загрузку данных о пользователе: иногда запуска одного лишь приложения достаточно, чтобы израсходовать заряд батареи за 90 минут. Специалист по вычислительной технике Абхинав Патхак (Abhinav Pathak) из университета Пердью в штате Индиана со своими коллегами сделал такое открытие с помощью разработки специального ПО, призванного учесть расходование энергии установленными Android-приложениями. Когда специалисты проследили за поведением популярных программ вроде Angry Birds, Free Chess и NYTimes, они обнаружили, что бесплатное ПО тратит лишь 10-30% на работу своих основных функций. Например, Angry Birds расходует лишь 20% энергии на отображение и исполнение игры, тогда как 45% тратится на обнаружение при помощи GPS данных о местоположении пользователя и их загрузку через 3G-соединение. 3G-соединение остаётся работать даже через 10 секунд после окончания загрузки, что забирает ещё примерно 28% потребляемой приложением энергии. Господин Патхак винит в исключительных затратах энергии неэффективный код, который разработчики используют в своих приложениях для извлечения прибыли из рекламы.

Другие интересные новости:

▪ Премиум-смартфон Lumigon T2 HD

▪ Удивление побуждает к исследованию

▪ Клонирования древних животных обсуждается российскими учеными

▪ Горилла берет палку

▪ Часы FiLIP для контроля детей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Положа руку на сердце. Крылатое выражение

▪ статья Как относился Лев Толстой к своим романам? Подробный ответ

▪ статья Эвкалипт. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Искатель скрытой проводки на логической микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство на ток 2,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026