Универсальное зарядно-питающее устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Для устранения последствий негативных временных процессов в Ni-MN аккумуляторах (АК), используемых для питания различной аппаратуры, в том числе тонометра UB-201, необходимо проводить периодические тренировочные циклы заряд-разряд для сохранения однородности физических свойств структур, которые находятся внутри самого АК, для чего потребуется зарядно-разрядное устройство.

Один из возможных вариантов изготовления простого зарядно-разрядного устройства приведен в [1]. Предлагается более сложное универсальное зарядно-питающее устройство (УЗПУ) для автоматического тонометра OMRON M2 Basic модели UB-201, которое может работать в таких основных режимах:

• режим динамического заряда АКБ во время положительной полуволны питающего напряжения стабильным фиксированным током заряда 100 мА с частотой 25 Гц:
• режим динамического разряда АКБ (тренировка) во время отрицательной полуволны питающего напряжения с частотой 25 Гц, ток разряда 10 мА:
• режим статического разряда АКБ стабильным током разряда 100 мА:
• режим сетевого источника для питания тонометра, который подключается к нему через штатный соединитель:
• режим светильника с двумя подрежимами: работа источника света от батарей (использование АКБ тонометра или гальванических батарей) и работа источника света от сети 220 В/50 Гц;
• мультирежим, имеет два коммутируемых подрежима, когда используется либо АКБ, либо сетевой источник одновременно для работы тонометра и светильника;
• режим источника постоянного тока для питания внешних устройств мощностью 4...5 Вт.

Рис. 1

Схема УЗПУ показана на рис.1. Состоит она из сетевого трансформатора Т1, двух выпрямителей на диоде VD3 и диодном мосте VD4, двух стабилизаторов тока на транзисторах VT1 и VT5, компенсационного стабилизатора напряжения на транзисторах VT2-VT4. Однополупериодный выпрямитель на диоде VD3 использован для организации импульсного динамического режима для заряда АКБ, а точнее, режима динамического цикла заряд/разряд с соотношением длительностей 10/1. Схема зарядного устройства состоит из элементов R1, R3, VD1, VD2 и VT1.

Особенностью его схемы является использование в качестве источника опорного напряжения светодиода VD2, применение которого благодаря положительному ТКСН позволяет не только улучшить общую ТКСН устройства, но и получить индикацию его работы, поскольку светодиод будет светиться только при подключении заряжаемой АКБ (что индицирует наличие всех контактов между АК в кассете, в которой они установлены для заряда). Диод VD1 служит для защиты светодиода VD2 от возможного приложения обратного напряжения.

Схема работает следующим образом. Во время положительной полуволны питающего напряжения значение тока через стабилизатор тока равно 112 мА, 12 мА из которых ответвляются на цепочку R5VD10VD9, а 100 мА - на заряд АКБ. Во время отрицательной полуволны происходит разряд АКБ током 12 мА через цепочку R5VD10VD9. Светодиод VD9 помимо элемента нагрузки при динамическом разряде также выполняет и функцию световой индикации наличия динамического разряда. Диод VD6 предотвращает разряд АКБ через элементы стабилизатора тока заряда при отключении сетевого питания.

Схема разрядного устройства полностью аналогична схеме зарядного устройства и состоит из стабилизатора тока на VT5 и нагрузки из белых светодиодов VD11-VD13 и VD16, VD17, которые включены параллельно. Общий ток через нагрузку равен 100 мА.

Особенностью схемы является погасание опорного светодиода VD8 стабилизатора тока разряда при понижении напряжения на АКБ ниже 4,0 В, что индицирует окончание процесса ее разряда. Следует отметить, что некоторое свечение кристаллов белых светодиодов VD11-VD13 и VD16 при этом еще имеется.

Измерение напряжения на АКБ при разряде возможно при подключении внешнего вольтметра к контактам соединителя XS1.1 и XS1.3. Для питания тонометра от сети используется компенсационный стабилизатор напряжения на VT2-VT4. Особенность схемотехники такого стабилизатора напряжения - наличие триггерного эффекта при коротком замыкании по выходу (при токе выше 0,7 А).

Для защиты электрической схемы тонометра от превышения напряжения питания предусмотрено устройство на элементах R9, VD14, VD15, VS1, которое представляет собой аналог порогового элемента (динистора) с напряжением включения 6,7 В. При появлении на выходе сетевого источника питания напряжения, превышающего это значение, пороговый элемент открывается и замыкает выход стабилизатора напряжения, что, в свою очередь, должно вызвать его переход в закрытое состояние. Если переход Э-К регулирующего транзистора VT4 пробит, то такое состояние устройства вызывает разрушение плавкого предохранителя FU1.

АКБ в УЗПУ может находиться в трех состояниях: заряжаться, просто на хранении и в режиме разряда стабильным током (подрежим "светильник").

Конструкция и детали

Трансформатор Т1 собран на магнитопроводе из трансформаторной стали Ш14х58.

Обмотка I трансформатора Т1 имеет 1716 витков провода ПЭТВ диаметром 0,15 мм, обмотка II - 78 витков провода ПЭТВ диаметром 0,7 мм. Ток "холостого хода" трансформатора в авторском варианте составляет 7 мА. Можно также использовать готовый трансформатор с выходным напряжением 10 В и током 0,7 А.

Постоянные резисторы типа МЛТ, мощность в соответствии с рис.1. Переменный резистор R7 типа СП5-2. Оксидные конденсаторы типа К50-35. Конденсатор С2 типа К73-17.

Переключатели режимов SA1 МТ-1 на два положения, а SA2 импортный на три положения со средним нейтральным.

Передняя панель имеет размеры 87х55 мм и изготовлена из стеклотекстолита толщиной 1,2 мм. Крышка УЗПУ изготовлена из листовой стали толщиной 0,35 мм и имеет размеры 87х95х55 мм. Нижняя часть корпуса изготовлена из фанеры толщиной 5 мм. Между собой элементы корпуса соединены с помощью шурупов длиной 10 мм.

Транзистор VT4 установлен на алюминиевый радиатор с площадью 150 см2 без изоляционной прокладки. Транзисторы VT1 и VT5 типа 2SA1837 в стабилизаторах тока применены из соображений удобства их конструктивного исполнения, поскольку они имеют пластмассовый корпус, что позволяет закрепить их на одном радиаторе с транзистором VT4 без изолирующих прокладок. При отсутствии таких транзисторов можно применить отечественные транзисторы марок КТ814-КТ816, которые придется крепить к корпусу радиатора через слюдяную прокладку.

Рис. 2

Внешний вид УЗПУ без крышки показан на рис.2, а в сборе - на фото в начале статьи.

Настройка

Стабилизатор тока заряда

Сначала следует установить ток через источник опорного напряжения светодиод VD2. Для этого цепочку R3VD1VD2, параллельно диодам которой временно присоединен вспомогательный конденсатор 100 мкФ 16 В, следует отключить от схемы стабилизатора тока заряда и подключить последовательно через миллиамперметр к катоду диода VD3. Подбором резистора R3 установить ток в цепи 10 мА. Вспомогательный конденсатор отключить.

Вместо резистора R1 следует временно включить проволочный переменный резистор сопротивлением 20 Ом, предварительно установив его на максимум сопротивления, и подключить стабилизатор тока к катоду диода VD3. Включить между коллектором VT1 и катодом диода VD6 амперметр.

Включить источник питания. При этом должен светиться светодиод VD2, а амперметр показывать некоторое значение тока. Уменьшая сопротивление временного переменного резистора, установить значение тока в цепи 112 мА. При отключении миллиамперметра светодиод VD2 должен погаснуть.

Теперь следует установить ток в разрядной цепи, для чего необходимо отсоединить цепь R5VD9VD10 от схемы, включить последовательно с ней миллиамперметр и подать на нее от вспомогательного источника постоянного напряжение 5,6 В (1,4 Вх4) в соответствующей полярности. Подбором резистора R5 установить ток в цепи 12 мА. Восстановить все соединения в схеме.

Настройка стабилизатора тока разряда проводится аналогично приведенной выше методике настройки стабилизатора тока заряда, в соответствии со значениями, указанными на рис.1.

Примечание по настройке: светодиоды источников опорного напряжения упомянутых стабилизаторов тока при отключенной нагрузке не должны светиться.

Рис. 3

Настройка источника стабилизированного напряжения заключается в установке с помощью переменного резистора R7 выходного напряжения 6 В и тока через опорный элемент (диод VD7) 17...20 мА с помощью резистора R6, а также проверке работы его схемы в режиме короткого замыкания (0,7...0,8 А).

Литература

1. Ёлкин С.А. Зарядно-разрядное устройство с независимыми функциями заряда и разряда Электрик. - 2011. - №9. - С.52.

Автор: Сергей Ёлкин

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива USB 3.0 на расстоянии до 100 м 07.08.2014 Компания Icron Technologies, специализирующаяся на решениях, расширяющих возможности USB, и компания Imaging Development Systems (IDS), являющаяся одним из ведущих производителей промышленных камер, объявили об успешном тестировании совместимости камер IDS USB 3 uEye LE и ML с кабелями Icron USB 3.0: 15-метровым активным медным кабелем Spectra 3001-15 и 100-метровым оптоволоконным Spectra 3022. В камерах IDS USB 3 uEye LE и ML используются датчики типа CMOS Aptina e2v и Aptina CMOSIS соответственно, обеспечивающие высокое качество изображения и кадровую частоту до 169 к/с. Предложенные в нескольких вариантах исполнения, они подходят для разных областей применения, включая машинное зрение, системы автоматизации, медицинские приборы и робототехнику. Система Icron Spectra 3022 предназначена для подключения по интерфейсу USB 3.0 на расстоянии до 100 метров по мультимодовому оптоволокну OM3. На дистанциях до 15 метров больше подойдет активный кабель Spectra 3001-15 с питанием от шины USB. Он полностью сохраняет функциональность USB 3.0, включая подачу питания (5 В, ток до 900 мА). Удлинители поддерживают скорость до 5 Гбит/с и имеют разъемы с защелками, соответствующие спецификации AIA USB3 Vision. Разработчик отмечает, что технология ExtremeUSB является полностью прозрачной, так что кабели не требуют установки драйверов и поддерживаются всеми основными ОС, включая Windows 8.

Другие интересные новости:

▪ Прирученный дисплей

▪ Телепортация квантовой логики

▪ Новый морозостойкий сорт малины с высокой лежкостью

▪ 28-дюймовый монитор ViewSonic VX2880ml разрешением 4К

▪ Почему на новом месте плохо спится

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Вольфганг Менцель. Знаменитые афоризмы

▪ статья За сколько лет Александр Македонский создал крупнейшую державу Древнего мира? Подробный ответ

▪ статья Работа с контрольно-кассовым аппаратом. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Ультракороткие волны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Модернизация динамической головки 20ГДС-1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025