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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Противомикробная сталь 17.12.2017 Электрохимическое травление обычной нержавеющей стали позволило ученым создать на ее поверхности сложные наноструктуры, неспособные повредить крупным клеткам млекопитающих, но смертельно опасные для бактерий. В будущем это позволит делать металлические инструменты и поверхности с антибактериальными свойствами. Такую сталь разработали ученые Технологического института Джорджии. За основу был взят образец стали 316L, который погружали в электролит и прикладывали напряжение. Варьируя параметры и плотность тока, ученые добивались создания разных структур поверхности. Один вариант продемонстрировал неплохие гидрофобные свойства - и, неожиданно для самих авторов, сильные антибактериальные. Точный механизм этого действия еще предстоит выяснить. Пока же ученые предполагают, что все дело в многочисленных буграх и острых иглах высотой 20-25 нм, которые образуются на стальной поверхности при обработке. Как показали эксперименты, они успешно справляются и с грамположительными (S. aureus), и с грамотрицательными (E. coli) бактериями, хотя для клеток мыши совершенно безобидны. А поскольку воздействие это чисто механическое - скорее всего, стальные наноиглы просто протыкают мембраны бактериальных клеток - трудно представить, чтобы микробы как-либо выработали против него устойчивость. Авторы отмечают, что сходный технологический процесс широко применяется для придания нержавеющей стали полированного блеска, поэтому и получение "противомикробной" стали не должно оказаться сложной задачей для индустрии. Тем более что такое текстурирование повышает концентрацию хрома и молибдена у поверхности материала, что увеличивает его коррозионную стойкость.

Другие интересные новости:

▪ Создана жидкость с отрицательной массой

▪ Солнечная башня освещает Лас-Вегас

▪ Однокристальная система Qualcomm Snapdragon 855 Plus

▪ Автобусные остановки с солнечными батареями и кондиционерами

▪ Водородный кроссовер Audi H-Tron Quattro

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Винер Норберт. Биография ученого

▪ статья Что такое ископаемое? Подробный ответ

▪ статья Выбор и замена электроламп накаливания. Справочник

▪ статья Измеритель емкости и ЭПС конденсаторов - приставка к мультиметру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сгибание часов. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026