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

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.

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:

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 Квантовый кристалл для поиска темной материи 05.08.2021 Ученые использовали квантовую запутанность и обращение времени в кристалле, который смог решить одну из самых больших загадок Вселенной. Создан квантовый кристалл с беспрецедентной чувствительностью, который потенциально может быть использован для обнаружения темной материи, загадочного вещества, составляющего подавляющее большинство материи в нашей Вселенной, сообщает новое исследование. Революционный датчик был разработан в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST), и его работа основана на двух очень странных процессах: квантовой запутанности и "обращении времени". Крошечный синий кристалл размером всего 200 микрометров в десять раз более чувствителен, чем предыдущие атомные датчики. Он может настраиваться на частоты, которые, по мнению ученых, излучаются гипотетическими частицами, называемыми аксионами, ведущим кандидатом на темную материю, включая ряд сигналов, которые не обнаруживаются никакими другими существующими датчиками. Захват настоящего аксиона может стать ключом к разгадке одной из самых больших нерешенных загадок в науке: природы темной материи. Ученые знают, что темная материя существует, потому что мы можем видеть ее огромное гравитационное воздействие на "нормальную" барионную материю, из которой состоят наши тела, планеты и звезды. Но поскольку темная материя не излучает никаких обычных сигналов, ее трудно наблюдать и объяснять, хотя ее в пять раз больше, чем обычной материи. Несмотря на это дразнящее применение темной материи, способность команды достичь квантовой связи между механическими и электромагнитными свойствами кристалла является "наиболее важным" выводом исследования, отметила Ана Мария Рей, физик-теоретик из JILA, объединенного института NIST и Университет Колорадо в Боулдере, соавтор исследования.

Другие интересные новости:

▪ Отголоски древнего землетрясения

▪ Микросхема TCPP01-M12 для защиты линий USB type-C

▪ Новые эффективные аккумуляторы Hitachi для поездов

▪ Полноцветная ЦПМ промышленного класса Xerox Versant 2100 Press

▪ Apple изменит телевидение

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Логан Пирсолл Смит. Знаменитые афоризмы

▪ статья За что ценятся коровы породы бельгийская голубая с крайне высокой мышечной массой? Подробный ответ

▪ статья Санитарка. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья О емкостной развязке. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Распределительные устройства напряжением до 1 кB переменного тока и до 1,5 кB постоянного тока. Установка распределительных устройств в производственных помещениях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025