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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Цифровой дом глазами народа 30.10.2005 Согласно исследованию компании Accenture, стоимость и сложность hitech устройств отталкивает потребителей от превращения своих домов в "цифровые". Кроме того, потенциальных покупателей сильно тревожат проблемы, связанные с запуском единой домашней системы. Из 2600 респондентов (британцев) 70% пожелали, чтобы задачу объединения устройств воедино решала одна фирма, хотя многие компании как раз берутся решать задачу частично. 80% опрошенных заявили, что собрать деньги на покупку всех устройств нереально. По результатам исследования, удалось определить, какие виды "цифровых домов" востребованы. Домашнюю развлекательную систему хочет 42%. Домашнюю систему для заботы о здоровье выбрали 37%, и наименее популярной была идея "цифрового дома" в виде виртуального офиса или некой системы, организующей жизнь и работу пользователя - 28%. На вопрос, зачем им дома нужны дополнительные "гаджеты", 56% респондентов ответили, что это поможет экономить деньги, 46% сказали, что это упростит их жизнь, а 34% решили, что находиться дома с электронными изделиями будет куда веселее. На вопрос о предполагаемой негативной стороне такой "электронизации", 40% предположили, что это может ударить по их тайне их частной жизни и по безопасности, а 33% людей беспокоятся о быстром "моральном" устаревании техники.

Другие интересные новости:

▪ Пластырь для измерения кровотока без инъекций

▪ Мышь-невидимка

▪ Детектор лжи для яиц

▪ Мозг объединяет воспоминания

▪ Электромобили смогут питаться от кузовных панелей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Я не умру, а буду жить, потому что я посеял семя словесное. Крылатое выражение

▪ статья Насколько быстро наша кровь течет по сосудам? Подробный ответ

▪ статья Изолировщик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Акустический агрегат с повышенным КПД на низких частотах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приемник команд ИК ПДУ с интерфейсом USB. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025