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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Насекомые не любят запаха чистого тела 25.09.2024 Летний сезон ассоциируется с яркими солнечными днями, прогулками на природе и отдыхом у воды. Однако наряду с этими радостями неизбежно появляется и обратная сторона - насекомые, особенно комары, которые могут доставить немало неудобств. Эти насекомые активны не только в лесах и местах с повышенной влажностью, но и в городских парках, особенно около водоемов в вечерние часы. Их укусы не только вызывают зуд и раздражение, но и могут быть опасными, так как некоторые виды комаров являются переносчиками серьезных заболеваний. Существует множество способов защититься от комаров, и репелленты - одно из самых популярных решений. Однако, как показывают новые исследования, обычный дезодорант может оказаться столь же эффективным средством защиты. Исследователи установили, что запах чистого тела, обработанного дезодорантом, способен отпугивать насекомых, снижая риск укусов. Главный фактор, привлекающий комаров, - это запах тела человека. Комары обладают острой чувствительностью и могут улавливать этот аромат на расстоянии до 100 метров. Основным компонентом, привлекающим их, является запах пота, особенно если человек активно потеет. Именно потовые выделения являются "сигналом" для комаров о том, что поблизости находится потенциальная жертва. Для подтверждения этой гипотезы группа международных ученых провела эксперимент. Участники исследования предоставили образцы пота с различных участков тела - подмышек, рук и ног. Эти образцы затем анализировались на предмет привлекательности для малярийного комара. Оказалось, что наиболее привлекательными для насекомых были образцы, взятые с рук и ног, в то время как пот из подмышечных впадин оказался менее интересен для комаров. Ученые выдвинули теорию, что дезодорант, использованный на подмышках, мог смешаться с выделениями пота и снизить его привлекательность для насекомых. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи попросили добровольцев пользоваться в течение нескольких дней средствами личной гигиены, такими как дезодорант для ног и мыло для рук. После повторного анализа пота оказалось, что комары значительно меньше интересуются запахом тех участков кожи, которые были обработаны дезодорантом или мылом. Исследователи детально изучили состав применяемых дезодорантов и обнаружили, что основное вещество, отпугивающее комаров, - это изопропилтетрадеканоат. Именно этот компонент подавлял привлекательность человеческого запаха для насекомых, снижая количество комаров, прилетающих на этот запах, на 56%. Таким образом, регулярное использование средств личной гигиены, таких как дезодоранты и мыло, не только улучшает самочувствие и внешний вид, но и может стать эффективной защитой от комаров. Чистое тело, обработанное подобными средствами, теряет свою привлекательность для насекомых, что может быть полезно в летний период, когда риск столкновения с комарами особенно высок. В итоге можно сделать вывод, что дезодоранты и другие гигиенические средства с определенными химическими компонентами могут стать альтернативой репеллентам, помогая людям защититься от укусов комаров естественным образом. Это открытие не только расширяет наши знания о поведении насекомых, но и открывает новые возможности для создания средств защиты от комаров на основе повседневных средств ухода.

Другие интересные новости:

▪ Роботы-танки вместо пожарных

▪ Диоксид азота усугубляет смертность от COVID-19

▪ Новый биоматериал заменит человеческие кости

▪ Высокоскоростной счетчик-таймер-анализатор частоты PM6690

▪ Звуки передают эмоции лучше слов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья МЧС России – федеральный орган управления в области гражданской обороны и защиты населения и территорий от ЧС. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что представляли из себя средние века? Подробный ответ

▪ статья Дельта Волги. Чудо природы

▪ статья Маргарин. Простые рецепты и советы

▪ статья Зарядное устройство с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025