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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Star Citizen - самая дорогая игра в мире 22.06.2023 Космический симулятор под названием "Star Citizen" претендует на звание самой дорогостоящей игры в истории. Невероятные суммы в размере 590 миллионов долларов были вложены в разработку этого проекта. Чтобы сравнить, затраты на разработку грандиозной игры "Grand Theft Auto V" составили 137 миллионов долларов, в то время как для создания "Red Dead Redemption 2" было затрачено около 170 миллионов долларов. Игра "Cyberpunk 2077" требовала внушительную сумму в размере 174 миллиона долларов. Несмотря на то, что "Star Citizen" все еще находится в раннем доступе и не вышла официально, любой желающий может приобрести стартовый пакет и попробовать игру. Этот проект отличается от других своим размахом и амбициями, привлекая множество игроков, увлеченных идеей космических приключений и виртуальной реальности.

Другие интересные новости:

▪ Собаки похожи на своих владельцев

▪ Nubia Red Magic 3 - смартфон с вентилятором

▪ Конденсаторы Panasonic SVT OS-CON

▪ Силиконовые браслеты измерят качество воздуха

▪ Наручные часы со встроенным MP3 плеером и рекордером

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Устойчивость функционирования объектов экономики и технических систем в ЧС. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какой продюсер публично попросил зрителей не смотреть его только что снятый фильм? Подробный ответ

▪ статья Котельщик. Должностная инструкция

▪ статья Ингалятор ультразвуковой Вулкан-1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шесть долларов в руке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026