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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Металлические жидкие сплавы с рисунками 24.01.2021 Жидкие сплавы способны затвердевать с узорами, как у зебр или леопардов. Такая структура, по мнению экспертов, открывает совершенно новые возможности в металлургии. Авторами открытия стали сотрудники Сиднейского университета Нового Южного Уэльса и Оклендского университета. Формирование рисунка широко применяется в искусственных системах и промышленности, особенно в металлургии. Сегодня существует даже целое направление "мателлография", которое специализируется на изучении микромасштбных структур и составов металлов и сплавов. Команда специалистов изучила, какие именно типы узоров встречаются на поверхности затвердевших сплавов. Для этого использовались двухкомпонентные металлические смеси. Данный феномен ранее игнорировался, однако он улучшает понимание жидких металлических сплавов и процессов их фазовых переходов.

Другие интересные новости:

▪ Разработана технология для добычи воды на Луне

▪ Протокол для проектирования многомерных состояний

▪ От дрожи в руках

▪ Система поддержки внимания

▪ Телевизор без проводов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Теория горения. История и суть научного открытия

▪ статья Что такое лекарство? Подробный ответ

▪ статья Работник книжного магазина. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Логический пробник для статических и динамических режимов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Проводное ДУ с увеличением количества принимаемых каналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026