Автоматическое зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Для продления срока службы батареи никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов рекомендуют перед каждой зарядкой разрядить батарею. Делать это без специального устройства неудобно, а пренебрежение разрядкой может привести к появлению эффекта "памяти". Описываемое ниже зарядное устройство автоматически выполняет и разрядную, и зарядную функции.

Зарядное устройство предназначено для зарядки аккумуляторных батарей, состоящих из 7-10 герметичных щелочных аккумуляторов в режиме, близком к указанному на этикетке батареи.

Завод-изготовитель гарантирует ресурс аккумулятора (число циклов зарядка-разрядка) и сохранение его номинальной емкости при соблюдении следующих условий эксплуатации: разрядка до конечного напряжения не менее 1 В и зарядка током, равным одной десятой от номинальной емкости в ампер-часах в течение 15 ч. В предлагаемом устройстве разрядка производится до конечного напряжения, соответствующего 1,05 В на каждый аккумулятор батареи. Зарядный ток равен 0,8 номинального, время зарядки - около 17 ч, емкость заряжаемых аккумуляторов - от 0,1 до 1 А-ч.

Схема устройства показана на рисунке. Эксплуатировать устройство очень просто - достаточно подключить батарею к зажимам Х1, Х2 включить тумблер SA1 "Сеть" и нажать на кнопку SB1 "Пуск". При прекращении электроснабжения устройство переходит в ждущий режим и при появлении напряжения в сети процесс продолжается

(нажмите для увеличения)

Разрядку аккумуляторной батареи производит генератор стабильного тока до конечного напряжения, при котором ЭДС на наиболее "слабом" аккумуляторе понизится до 1,05 В. При достижении конечного напряжения генератор стабильного тока подключается последовательно с батареей к источнику питания, обеспечивая ток зарядки. Одновременно запускается таймер, который при прошествии 17 ч 4 мин прекращает зарядку.

Зарядное устройство питается от сети переменного тока 220 В. Блок питания представляет собой двуполупериодный выпрямитель VD1 с гасящими конденсаторами С1, С2, C3 и токоограничительным резистором R1. Сглаженное конденсаторами С4 и С5 напряжение поступает на последовательно соединенные стабилитроны VD2 и VD4 с напряжением стабилизации 10 В. Первое напряжение используется для питания основной части устройства, а второе - для питания генератора тока в режиме зарядки аккумуляторной батареи.

Генератор тока - параметрический. Он собран на транзисторах VT5, VT6, светодиоде HL2 и резисторах R17, R18. Транзистор VT5 задает ток через светодиод HL2, который помимо индикации тока через батарею выполняет функцию низковольтного стабистора. Транзистор VT6 включен по схеме эмиттерного повторителя. Необходимый ток устанавливают подстроечным резистором R17.

После срабатывания реле К1 и К2 генератор тока подключен параллельно аккумуляторной батарее и разряжает ее, а при обесточивании обмоток реле генератор тока подключается последовательно с батареей к источнику питания - она заряжается.

Микросхема DD2 работает одновременно кварцевым генератором на частоте 32768 Гц и делителем частоты. На выходе S2 микросхемы частота равна 2 Гц, на выходе М - 1/60 Гц.

Устройство работает следующим образом. Подключают аккумуляторную батарею к контактам Х1 и Х2. Включают тумблер SA1, и нажимают на кнопку SB 1 "Пуск". При замыкании правых по схеме контактов кнопки напряжение поступает на цепь C13R21 и далее на вход R триггера DD3.2. На его инверсном выходе возникает высокий уровень. Также высокий уровень через диод VD6 поступает на цепь C8R6 и вход R счетчика DD1, переводя его в нулевое состояние.

При замыкании левой по схеме группы контактов кнопки SB1 через обмотки реле К1 и К2 протекает ток, реле срабатывают (замыкаются контакты 2 и 3) и подключают генератор тока параллельно аккумуляторной батарее. Начинается процесс разрядки батареи, о чем свидетельствует свечение светодиода HL3 Значение напряжения на движке резистора R15 больше необходимого для прямого смещения эмиттерного перехода транзистора VT4 и светодиода HL4, используемого в качестве низковольтного стабистора. Транзистор VT4 открыт, на его коллекторе и входе D триггера DD3.1 низкий уровень.

Тактовые импульсы с частотой 2 Гц поступают на вход С триггера DD3.1 и переводят его в состояние, при котором на прямом выходе низкий уровень, а на инверсном - высокий. Этот высокий уровень через диод VD7 приходит на вход R счетчика DD1 и на базу составного транзистора VT7VT8, открывая его. Ток через открытые транзисторы и обмотки реле К1 К2 удерживает контакты этих реле в сработавшем состоянии, при котором генератор тока включен параллельно аккумуляторной батарее и разряжает ее.

По мере разрядки батареи напряжение на движке резистора R15 становится недостаточным для поддержания открытым транзистора VT4 Он закрывается, и на его коллекторе и входе D триггера DD3.1 возникает высокий уровень. С приходом очередного тактового импульса на вход С триггера DD3.1 на его инверсном выходе появляется низкий уровень, а на прямом - высокий. Составной транзистор VT7VT8 закрывается, обмотки реле К1 и К2 обесточиваются, их контакты возвращаются в положение, при котором генератор тока подключен последовательно с батареей к источнику питания 25 В на зарядку.

Одновременно низкий уровень появляется на входе R счетчика DD1, и он начинает подсчитывать импульсы с частотой 1/60 Гц, приходящие на его вход С с выхода М счетчика DD2. Высокий уровень с прямого выхода триггера DD3.1 поступает на вход S триггера DD3.2, при этом напряжение на его инверсном выходе становится равным нулю, диод VD10 открывается и поступление импульсов на вход С триггера DD3.1 прекращается.

Коэффициент пересчета счетчика DD1 равен 1024, входная частота - 1/60 Гц (один импульс в минуту). При поступлении 1024-го импульса (через 17 ч 4 мин) на выходе 2 счетчика DD1 появляется высокий уровень, который открывает транзисторы VT2 и VT3. Составной транзистор VT3 шунтирует источник питания, и процесс зарядки прекращается. Однако обесточивается не все устройство. Ток от заряженной батареи, равный 30 мкА начинает протекать через диод VD5, резистор R2 и обратно включенный эмиттерный переход транзистора VT1, выполняющего функцию слаботочного стабилитрона с напряжением стабилизации 6,3 В. Это напряжение питает микросхемы DD1, DD3 и удерживает их в состоянии, в котором они находились в момент шунтирования источника питания. Возможность хранения информации при отсутствии сетевого напряжения позволяет допускать перерывы в процессе разрядки-зарядки из-за отсутствия напряжения в питающей сети.

Диод VD11 предназначен для защиты зарядного устройства - при подключении аккумуляторной батареи в неверной полярности диод VD11 открывается и предохранитель FU2 перегорает.

В устройстве применены конденсаторы МБГЧ (C1- C3) на напряжение 500 В. Реле К1 и К2 - герконовые РЭС55А с паспортом РС4.569.600-02. Резистор R1 - С5-42В, R15, R17 - СПЗ-19а.

Стабилитроны VD2, VD4 и транзистор VT6 размещены на дюралюминиевых теплоотводах площадью 20 см2 каждый. Компактно собранная монтажная плата устройства размещена в металлической коробке, которая защищает его от мощных электромагнитных и электростатических полей, способных вызвать ложное срабатывание.

Так как устройство имеет бестрансформаторное питание от сети, следует соблюдать осторожность при налаживании и эксплуатации. На время налаживания желательно подключать устройство к сети через разделительный трансформатор. Налаживание устройства заключается в установлении необходимого тока зарядки и разрядки и определения момента переключения устройства из режима разрядки в режим зарядки.

Сначала устанавливают движок резистора R17 в крайнее нижнее по схеме положение, a R15 - в крайнее верхнее. Подключают не полностью разряженную аккумуляторную батарею к контактам XI, Х2 через миллиамперметр и включают устройство в сеть. Нажимают на кнопку "Пуск" - батарея начинает разряжаться через генератор тока. Требуемый разрядный ток устанавливают вращением движка резистора R17. Отключают миллиамперметр, подключают батарею непосредственно к контактам X1, Х2 и нажимают на кнопку "Пуск" - разрядка продолжается. Периодически контролируют напряжение на каждом аккумуляторе батареи. При достижении значения 1,05 В на каком-либо из них разрядку прекращают плавным вращением движка резистора R15 вниз по схеме. При этом устройство переключается в режим зарядки, светодиод HL3 гаснет.

Выход устройства гальванически связан с сетью, вследствие чего подключать или отключать аккумуляторную батарею можно лишь в выключенном положении тумблера SA1.

Автор: Ш.Гизатуллин, г.Томск

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 Взаимное превращение разных видов нейтрино 08.10.2015 Общеизвестно очень слабое взаимодействие нейтрино с веществом. Они могут пройти сквозь Землю или Солнце, не потревожив ни один атом. Более того, они так могут пройти через миллиарды звезд. С одной стороны это затрудняет их регистрацию и измерение характеристик, а с другой делает источником важнейшей информации об эволюции Вселенной и процессах происходящих внутри звезд. Ученые также полагают, что нейтрино могут играть ключевую роль в объяснении асимметрии материи и антиматерии во Вселенной, заключающейся в том, что после Большого Взрыва не произошло полной взаимной аннигиляции материи и антиматерии, а часть материи все же уцелела и сформировала нашу Вселенную. Одна из проблем, связанных с нейтрино, - это проблема их массы. Долгое время предполагалось, что нейтрино не имеет массы. Именно так они рассматривались в первоначальном варианте Стандартной модели. Решение этого вопроса важно не только для понимания физики элементарных частиц. Нейтрино порождаются ядерными реакциями, происходящими во Вселенной, и после фотонов это самые распространенные в ней частицы. Их число огромно. Каждую секунду через квадратный сантиметр проходят более 60 млрд нейтрино. Так что даже при очень малой собственной массе общая масса всех нейтрино может быть очень велика и может влиять на эволюцию Вселенной. По современным оценкам масса всех нейтрино примерно равна массе всех видимых звезд во Вселенной. Еще одна проблема возникла при определении количества электронных нейтрино, приходящих на Землю от Солнца. С 1970-х годов эксперименты регистрировали всего одну треть от предсказанного теорией их количества. Это назвали дефицитом числа электронных нейтрино. Для объяснения явления было выдвинуто два десятка предположений, из которых победила гипотеза так называемых нейтринных осцилляций (колебаний). В ней предполагалось, что электронные нейтрино на пути от Солнца превращались в другие типы нейтрино, которые не регистрировались в экспериментах. Интересно, что идею осцилляций элементарных частиц высказал советский академик Бруно Понтекорво еще в 1957 году. Серьезно об осцилляциях нейтрино заговорили во второй половине 1990-х годов. В настоящее время известно о трех типах нейтрино, каждый из которых всегда рождается вместе с соответствующим лептоном - электроном, мюоном или тау-лептоном, по которому они и получили свои названия. В соответствии с гипотезой нейтринных осцилляций происходит периодический во времени и пространстве процесс превращения нейтрино друг в друга. Так что в пучке, состоящем изначально только из электронных нейтрино, по мере распространения появляется примесь мюонных и тау-нейтрино с одновременным уменьшением доли электронных. Любопытно, что решение этой проблемы оказалось связанным с проблемой массы нейтрино. Дело в том, что осцилляции нейтрино возможны только при наличии у них масс. Причина этого по современным представлениям в том, что электронное, мюонное и тау-нейтрино являются квантовой смесью трех состояний с разными массами, каждое из которых входит со своей долей. Можно сказать, что электронное, мюонное и тау-нейтрино состоят из трех волн, каждая из которых колеблется со своей частотой и амплитудой. Поэтому, если в начальный момент времени сумма этих волн выглядела как электронное нейтрино, то через некоторое время эти волны сложатся так, что появляется примесь мюонного и тау-нейтрино, что и измеряют экспериментаторы как дефицит в числе электронных нейтрино. Так что физики уже давно полагают, что нейтрино имеют массу, хотя она пока так и не измерена непосредственно. Была даже произведена соответствующая небольшая модификация формул Стандартной модели, не нарушившая ее сути. Но экспериментальные доказательства этого были получены на рубеже XX и XXI веков. Лауреаты нобелевской премии 2015 года японец Такааки Кадзита и канадец Артур Макдональд как раз и были ключевыми фигурами двух крупных научно-исследовательских групп, исследовавших осцилляции нейтрино. В 1998 году были опубликованы результаты японских ученых по осцилляции атмосферных нейтрино, возникающих при взаимодействии космических лучей с ядрами атомов атмосферных газов, полученные в эксперименте Супер-Камиоканде (Super-Kamiokande). Когда нейтрино сталкивается с молекулой воды в баке детектора, рождается быстрая, электрически заряженная частица. Она порождает черенковское излучение, которое измеряется световыми датчиками. Его форма и интенсивность показывают тип нейтрино и откуда оно пришло. Мюоные нейтрино, которые пришли сверху, были более многочисленны, чем те, которые путешествовали по более длинному пути через весь земной шар. Это показывает, что мюонные нейтрино во втором случае превратились в другие типы нейтрино В 2001 году осцилляции солнечных нейтрино, были доказаны в нейтринной обсерватории в Садбери (SNO - Sudbury Neutrino Observatory). Там реакции между нейтрино и тяжелой водой в баке детектора дали возможность измерить количество, как электронных нейтрино, так и всех трех типов нейтрино вместе. Было обнаружено, что электронных нейтрино меньше, чем ожидалось, в то время как общее количество всех трех типов нейтрино вместе соответствовало ожиданиям. Из этого следовало, что часть из электронных нейтрино превратилась в другие виды нейтрино.

Другие интересные новости:

▪ Экзоскелет Hypershell ProX

▪ IHLP-6767DZ-11 - сильноточные низкопрофильные индуктивности

▪ Рекорд, опасный для здоровья

▪ Озеро Чад усохло

▪ Умная ткань и согреет, и охладит

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Обыкновенное чудо. Крылатое выражение

▪ статья Откуда появился миф о массовых самоубийствах леммингов? Подробный ответ

▪ статья Бренд-менеджер. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Об использовании ламп дневного света с перегоревшими нитями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы приемо-сдаточных испытаний. Измерительные трансформаторы напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025