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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Утилизация литиевых аккумуляторов 07.09.2025 Ученые из Университета Висконсин-Мэдисон разработали инновационный и недорогой способ извлечения лития из старых батарей электромобилей, который делает процесс утилизации более экологичным и экономически целесообразным. Современные электромобили оставляют после себя тонны литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов. Этот тип батарей широко применяется в автомобилях Tesla и BYD благодаря доступности и повышенной безопасности. Однако до сих пор переработка таких батарей была экономически невыгодной, так как основные компоненты - железо и фосфаты - имеют низкую стоимость, а извлечение лития требовало сложных и энергоемких процедур. Новый метод позволяет извлекать из батарей наиболее ценный компонент - литий - с высокой эффективностью. Ключевым преимуществом технологии является работа при комнатной температуре без использования агрессивных химических реагентов и почти без образования отходов, что делает процесс безопасным для окружающей среды. Процесс состоит из двух этапов. На первом этапе ионы лития вымываются из отработанных батарей щелочным раствором и концентрируются на специальном электроде. Затем литий высвобождается в отдельный раствор, из которого можно легко получить металл высокой чистоты, пригодный для производства новых аккумуляторов. По словам исследователей, открытие имеет значительные экологические преимущества. Добыча лития из руды традиционными способами наносит серьезный ущерб окружающей среде, тогда как переработка использованных батарей снижает необходимость в новой добыче и уменьшает углеродный след производства. Кроме того, технология позволяет автопроизводителям готовиться к новым европейским требованиям: с 2031 года ЕС планирует обязывать компании использовать в батареях определенный процент переработанного лития. Новый метод упрощает соблюдение этих норм, делая производство "зеленых" аккумуляторов более устойчивым и доступным. Уже сейчас технология привлекла внимание крупных автоконцернов и готовится к коммерческому внедрению. Эксперты отмечают, что такие подходы могут радикально изменить рынок вторичной переработки лития и способствовать более устойчивому развитию отрасли электромобилей.

Другие интересные новости:

▪ Начала работу крупнейшая солнечная электростанция

▪ Генератор запахов для шлема виртуальной реальности

▪ Миниатюрный геркон от Coto Technology

▪ 75-дюймовый 4K телевизор на базе технологии MicroLED

▪ Леса будущего

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Герберт Спенсер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое артезианский колодец? Подробный ответ

▪ статья Дефектоскопист. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Составы для чернения кожи. Простые рецепты и советы

▪ статья Питание MP-3 плейера RoverMedia Aria-C7 от USB. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026