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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Влияние сердца на чувства 11.05.2020 Хотя сердце бьется само по себе, и мозг не может командовать сердечной мышце, когда ей сокращаться и когда расслабляться, все же сердце к мозгу прислушивается. Например, в опасной ситуации мозг понуждает сердце биться чаще, а в расслабленном состоянии разрешает ему биться реже. Но не только сердце прислушивается к мозгу - мозг тоже прислушивается к сердцу. Работу сердца можно поделить на две фазы: систолу и диастолу. Во время систолической фазы сердце выбрасывает кровь из себя в сосуды, и дальше она идет по телу, во время диастолы кровь входит в сердце. Ранее сотрудники Института сознания и мозга человека Общества Макса Планка обнаружили, что восприятие меняется в зависимости от фазы сердечного ритма: так, если к пальцу подводили слабый ток, то человек лучше чувствовал электрическое покалывание во время диастолы - а во время систолы чувствительность ухудшалась. Ученые выяснили, что происходит с мозгом по ходу сердечного ритма. В мозговой электрической активности есть особые волны, которые называют P300 и которые, как считается, связаны с сознанием. И во время систолы эти "сознательные" волны подавлялись. То есть мозг пропускает мимо внимания те раздражители, которые связаны с пульсом. Но поскольку сознательное восприятие в целом приглушается, то мимо него проходят и какие-то слабые сигналы из внешнего мира, которые приходятся на систолу. Кстати, несколько лет назад мы уже писали о том, как мозг закрывает сердечный ритм от нашего внимания - ведь если бы мы слышали сердечный ритм, то в лучшем случае он отвлекал бы нас от того, что происходит вокруг, а в худшем - мы бы просто сошли с ума. Если мозг не так сильно подавляет восприятие систолы, то тогда он в целом хуже обрабатывает стимулы извне, пусть даже и сильные. То есть внимание мозга оказывается рассредоточено между внутренней физиологией и окружающим миром.

Другие интересные новости:

▪ Испытания прототипа марсианской буровой установки

▪ 28-нанометровая встраиваемая флэш-память для микроконтроллеров

▪ Метавселенная может оказаться хуже социальных сетей

▪ Электрический кристалл

▪ Кремниевый оптический передатчик

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Правила поведения на съемочной площадке. Искусство видео

▪ статья Что такое анестезирующие средства? Подробный ответ

▪ статья Электросварщик аргоновой сварки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Гектографические чернила. Простые рецепты и советы

▪ статья Самодельный пластилин. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026