Зарядное устройство для герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Зарядное устройство для герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

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

Комментарии к статье

Многие из нас для освещения в случае отключения электроэнергии используют импортные фонари и светильники. Источник питания в них - герметичные кислотно-свинцовые аккумуляторные батареи небольшой емкости, для зарядки которых применяют встроенные примитивные зарядные устройства, не обеспечивающие нормального режима. В результате срок службы батареи значительно уменьшается. Поэтому необходимо применять более совершенные зарядные устройства, исключающие возможную перезарядку батареи.

Подавляющее большинство промышленных зарядных устройств ориентировано на эксплуатацию совместно с автомобильными аккумуляторными батареями, поэтому их применение для зарядки батарей малой емкости нецелесообразно. Применение специализированных импортных микросхем экономически невыгодно, поскольку стоимость такой микросхемы порой в несколько раз превышает стоимость самого аккумулятора.

Автор предлагает свой вариант зарядного устройства для подобных аккумуляторных батарей.

В статье описано простое в изготовлении и налаживании зарядное устройство (ЗУ) для герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторных батарей (АБ) небольшой емкости.

На рис. 1 показана схема устройства. По сути, это стабилизатор напряжения с ограничением по току на уровне 0,1С (С - емкость АБ, Ач), который собран на микросхеме КР142ЕН12А, включенной по типовой схеме. При указанных номиналах резисторов R9, R11 и R12 устройство обеспечивает зарядку наиболее распространенных АБ напряжением 6 В емкостью 4 Ач. ЗУ состоит из выпрямителя на диодах VD1 - VD4 со сглаживающим конденсатором С1, стабилизатора напряжения на микросхеме DA1 и узла ограничения тока, содержащего транзистор VT2 и резисторы R8-R12.

(нажмите для увеличения)

После подачи напряжения сети срабатывает реле К1 и контактами К1.1 подключает аккумулятор к ЗУ. Через резисторы R11 и R12 начинает протекать зарядный ток. Если он превысит значение 0,1С (0,4 А для указанной АБ), напряжение на резисторе R9 достигнет 0,6 В. Открывшийся транзистор VT2 шунтирует резисторы R6 и R7, что приводит к уменьшению напряжения на выходе ЗУ и ограничению зарядного тока на требуемом уровне. Одновременно напряжение на резисторах R11 и R12 открывает транзистор VT1. Включается светодиод HL2, свидетельствующий о том, что АБ заряжается. По мере зарядки напряжение на батарее увеличивается и при снижении зарядного тока менее 0.02С (80 мА) транзистор VT1 закрывается. Светодиод HL2 гаснет, что свидетельствует об окончании зарядки. Напряжение на каждом аккумуляторе полностью заряженной батареи приблизительно равно 2,25 В, и в таком состоянии АБ может быть подключена к устройству неограниченно долго.

Свечение светодиода HL1 свидетельствует о подключении ЗУ к сети. Конденсаторы С2 и C3 устраняют возможность самовозбуждения микросхемы DA1. Диод VD5 защищает микросхему от обратного тока, когда устройство отключают от сети. Использование реле вызвано необходимостью отключения цепей нагрузки во избежание их влияния на режим зарядки. Кроме того, появляется возможность использования ЗУ в устройствах аварийного питания, поскольку АБ постоянно подзаряжается при наличии сетевого напряжения, а в случае его пропадания нагрузка автоматически подключается к батарее.

Если необходимо заряжать АБ с другим напряжением или другой емкости, следует пересчитать сопротивление резисторов R9, R11 и R12. Покажем это на примере вышеуказанного аккумулятора с напряжением 6 В и емкостью С = 4 Ач.

Напряжение насыщения транзисторов VT1 и VT2:

Uэб насVT1 = Uэб насVT2 = 0,6 В.

Зарядный ток, в амперах, равен 0,1 от емкости аккумулятора, выраженной в ампер-часах:

Iзар = 0,1С = 0,1·4 = 0,4 А.

Общее сопротивление резисторов R11 и R12 рассчитывают по формуле

R = Uэб насVT2/(0,02C) = 0,6/(0,02·4) = 7,5 Ом.

Мощность, выделяемая на этих резисторах,

P = RIзар2 = 7,50,16= 1,2 Вт.

Для уменьшения степени нагрева в ЗУ применены два резистора по 15 Ом мощностью 2 Вт, включенных параллельно.

Вычислим сопротивление резистора R9:

R9 = Uэб HacVT2·R10/(l3ap-R - Uэб. насVT2) = 0,6-200/(0,4-7,5-0,6) = 50 Ом.

Выбираем резистор с ближайшим к рассчитанному сопротивлением 51 Ом.

В устройстве применены импортные оксидные конденсаторы. Реле - JZC-20F с напряжением срабатывания 12 В. Можно применить и другое реле, имеющееся в наличии, однако в этом случае придется подкорректировать печатную плату. Диоды 1N4007 (VD1 - VD5) заменимы любыми, выдерживающими ток, минимум вдвое больший зарядного. Указанные на схеме транзисторы допустимо заменить на любые из серий КТ503 (VT1) и КТ3102 (VT2). Вместо микросхемы КР142ЕН12А можно использовать импортный аналог LM317T В любом случае ее необходимо разместить на теплоотводе, площадь которого зависит от зарядного тока, напряжения на конденсаторе С1 и АБ. В авторском варианте использован теплоотвод размерами 60x80 мм. Трансформатор Т1 должен обеспечивать на вторичной обмотке переменное напряжение 14... 17 В при токе нагрузки около 0,5 А. Возможно применение трансформатора с большим выходным напряжением, однако это приведет к излишнему нагреванию микросхемы, что потребует увеличения размеров теплоотвода. Светодиоды зеленого (HL1) и красного (HL2) цветов свечения можно заменить любыми имеющимися, которые обеспечивают достаточную для индикации яркость.

Все детали, за исключением сетевого трансформатора, микросхемы и светодиодов, смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, размерами 55x60 мм. Ее чертеж показан на рис. 2.

Зарядное устройство для герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов

Правильно рассчитанное и собранное устройство требует минимального налаживания. При отключенной АБ подают питание и, подбирая резистор R6, устанавливают на выходе ЗУ напряжение 6,75 В. Чтобы проверить работу узла ограничения тока, вместо АБ кратковременно подключают резистор мощностью 2 Вт сопротивлением около 10 Ом и измеряют протекающий через него ток. Он не должен превышать 0,4...0,45 А. На этом налаживание устройства можно считать законченным.

Плату вместе с трансформатором можно смонтировать внутри корпуса устройства, питаемого от АБ. Если места внутри недостаточно, на корпусе устанавливают подходящий разъем и подключают его непосредственно к АБ. ЗУ в этом случае собирают в отдельном пластмассовом корпусе.

На его передней панели монтируют светодиоды и выключатель питания (на схеме не показан). Для улучшения охлаждения теплоотвод желательно разместить снаружи корпуса устройства. Соединительные провода, идущие к аккумулятору, должны быть минимальной длины и сечением не менее 1 мм2.

Автор: В.Педяш, г.Одесса, Украина

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:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Энергоэффективный LTE-модем со скоростью до 450 Мбит/с 06.12.2014

Компания Qualcomm Incorporated (NASDAQ: QCOM) объявила о выходе многорежимного LTE-модема пятого поколения Qualcomm Gobi 9x45 и трекера энергопотребления второго поколения Qualcomm RF360 Envelope Tracker QFE3100.

Оба продукта призваны обеспечить высокую скорость загрузки данных из сети, быструю работу приложений, а также повысить энергоэффективность устройства и оптимизировать потребление энергии. Новинки в настоящий момент находятся на тестировании у партнеров Qualcomm, а поставки на рынок запланированы на 2015 г.

Помимо общих усовершенствований, оптимизирующих энергопотребление и площадь печатной платы, модем 9x45 - первое решение 10-ой категории с поддержкой агрегации несущих частот в масштабах всего мира, обеспечивающее скорость входящего соединения на уровне до 450 Мбит/с и восходящего - на уровне до 100 Мбит/c, агрегируя частоты TDD- и FDD-спектра.

Модем разработан на основе 20-нм техпроцесса второго поколения и обеспечивает агрегацию до трех частот диапазона 60 МГц на входящем соединении и до двух частот диапазона 40 МГц на восходящем соединении. Модем 9x45 интегрирует все основные стандарты сотовой связи включая DC-HSPA, EVDO, CDMA 1x, GSM и TD-SCDMA, поддерживает все основные RF-диапазоны и их комбинации, а также обеспечивает геопозиционирование в системах GPS, Beidou, ГЛОНАСС и Galileo. Кроме того, в новом модеме по умолчанию реализована поддержка LTE Broadcast, VoLTE и LTE Dual SIM.

Компоновка QFE3100 оптимизирована с целью сокращения площади печатной платы на 30%, благодаря чему чип отличается повышенной энергоэффективностью по сравнению с решениями предыдущего поколения.

Использование модема 9x45 позволяет производителям мобильных устройств использовать максимум доступного частного спектра, обеспечивать высокую скорость передачи данных и большую гибкость реализации сетевой архитектуры.

Новое решение Qualcomm отвечает требованиям рынка относительно более эффективного расхода энергии и сокращения толщины устройств, что привносит разнообразие в конструктив мобильных решений. Для потребителей это означает двукратное увеличение скорости выгрузки данных в сеть и до полутора раз более высокую пиковую скорость загрузки по сравнению с устройствами LTE Category 6. Кроме того, усовершенствованный модем способствует ускорению отклика приложений и улучшенному качеству связи с зоне покрытия сетей LTE-A.

Другие интересные новости:

▪ Кислород из лунной пыли

▪ Электронный дегустатор вина

▪ Микроволной по сердцу

▪ Сахарный фильтр для воды

▪ Орбитальная рентгеновская обсерватория Einstein Probe

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Вернадский Владимир. Биография ученого

▪ статья Кто был первым человеком, полетевшим в космос? Подробный ответ

▪ статья Ккислица клубненосная. Легенды, выращивание, способы применения