Προτείνεται μια επιλογή για την κατασκευή φορτιστή μπαταριών για οικιακές συσκευές, με ρύθμιση της τάσης ρεύματος και φόρτισης, με σταθεροποίηση του ρεύματος στο φορτίο.
Με την περιοδική διαβίωση σε ένα καλοκαιρινό σπίτι, μερικές φορές καθίσταται απαραίτητη η επαναφόρτιση διαφόρων πηγών ενέργειας για ένα ρολόι, δέκτη, φακό. Επιπλέον, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου από παλαιότερα κινητά τηλέφωνα που χρησιμοποιούνται σε προηγουμένως κατασκευασμένες συσκευές απαιτούν χρέωση. σπιτικό. Δεδομένου ότι οι χρησιμοποιούμενες μπαταρίες έχουν διαφορετικά σχήματα, διαστάσεις και διαστάσεις τοποθέτησης, καθώς και διαφορετικούς τρόπους φόρτισης, είναι απαραίτητο να γίνει, σε κάποιο βαθμό, ένας καθολικός φορτιστής (φορτιστής). Δεδομένου ότι ο φορτιστής αυτός θα χρησιμοποιείται μόνο περιοδικά, δεν έχει νόημα να κατασκευάζεται ή να αποκτάται εξειδικευμένη μνήμη για κάθε τύπο μπαταρίας.
Από την άποψη αυτή, για τη φόρτιση διαφόρων μπαταριών χαμηλής κατανάλωσης, θα παράγουμε έναν απλό, απλοποιημένο αλλά αξιόπιστο φορτιστή. Κατά τη φόρτιση των μπαταριών υπό περιοδικό οπτικό έλεγχο στο τέλος της φόρτισης, έχοντας τη δυνατότητα ρύθμισης λειτουργιών (σταθερό ρεύμα και μέγιστη τάση φόρτισης), ένας τέτοιος φορτιστής θα εξασφαλίσει λειτουργία υψηλής ποιότητας.
Η διαδικασία κατασκευής του φορτιστή για το έργο περιγράφεται παρακάτω.
1. Εγκατάσταση των δεδομένων προέλευσης.
Για τη σωστή λειτουργία των μπαταριών νικελίου-μεταλλικού υδριδίου, συνιστάται η διατήρηση της τάσης λειτουργίας στα κυψέλες σε διαστάσεις 1,2 ... 1,4 volts και επιτρέπεται μέγιστη μείωση στα 0,9 volt. Συνιστάται η γρήγορη φόρτιση των κυψελών NiMH να πραγματοποιείται σε τάση 0,8 ... 1,8 volt, με ρεύμα φόρτισης στην περιοχή από 0,3 ... 0,5C.
Η τάση λειτουργίας για μια μπαταρία ιόντων λιθίου είναι 3,0 ... 3,7 βολτ. Η μπαταρία πρέπει να φορτίζεται σε μέγιστη τάση 4.2 volts, με ρεύμα φόρτισης στην περιοχή από 0.1 ... 0.5 C (έως 450 mA με χωρητικότητα μπαταρίας 900 mAh).
Λαμβάνοντας υπόψη τις συστάσεις, καθορίζουμε τα ακόλουθα χαρακτηριστικά της κατασκευασμένης μνήμης:
Η τάση εξόδου είναι 1,3 ... 1,8 volts (για μπαταρία NiMH).
Η τάση εξόδου είναι 3,5 ... 4,2 βολτ (για μπαταρία ιόντων λιθίου).
Ρεύμα εξόδου (ρυθμιζόμενο) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Η τάση εισόδου είναι 9 ... 12 βολτ.
Το ρεύμα εισόδου είναι 400 mA (1000 mA).
2. Πηγή ρεύματος.
Ως πηγή ρεύματος για μνήμη, χρησιμοποιούμε έναν προσαρμογέα κινητής τηλεφωνίας 220/9 volts, 400 mA. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ισχυρότερο προσαρμογέα (για παράδειγμα, 220 / 1.6 ... 12 βολτ, 1000 mA). Σε αυτή την περίπτωση, δεν απαιτούνται αλλαγές στο σχεδιασμό της μνήμης.
3. Κύκλωμα φορτιστή.
Το κύκλωμα μνήμης είναι εύκολο στην κατασκευή και την προμήθεια, δεν έχει σπάνια και ακριβά εξαρτήματα. Η συσκευή σας επιτρέπει να φορτίζετε διάφορες μπαταρίες με ένα σταθερό, προεγκατεστημένο ρεύμα. Επίσης, πριν ξεκινήσετε τη φόρτιση, μπορείτε να ρυθμίσετε το όριο τάσης, πάνω από το οποίο δεν θα ανέβει στους ακροδέκτες της μπαταρίας, κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας φόρτισης.
Ας κάνουμε τη μνήμη σύμφωνα με το σχέδιο.
4. Περιγραφή της λειτουργίας του κυκλώματος μνήμης.
Η μονάδα ελέγχου ρεύματος εξόδου είναι χτισμένη σε σύνθετο τρανζίστορ VT1. Η μέγιστη τιμή του ρεύματος φορτίου εξόδου περιορίζεται από τον αντιστάτη χαμηλής αντίστασης R7 (με τις ονομαστικές τιμές των εξαρτημάτων που αναγράφονται στο διάγραμμα και την αντίστοιχη τροφοδοτική μονάδα, το μέγιστο ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας ιόντων λιθίου φτάνει τα 1,2 A). Επειδή δεν υπάρχει αντίσταση, η απαραίτητη αντίσταση και δύναμη, μπορεί να συναρμολογηθεί από διάφορες φτηνές και κοινές αντιστάσεις. Για παράδειγμα, στον παραπάνω σχεδιασμό, ο αντιστάτης R7 τριών βολτ με αντίσταση 3.4 Ohms συναρμολογείται από δύο σειριακά συνδεδεμένες ομάδες, τρεις παράλληλες αντιστάσεις MLT-1 με αντίσταση 5.1 Ohms.
Στο τρανζίστορ VT2 και οι αντιστάτες R5, R6, ένας σταθεροποιητής και ένας ρυθμιστής ρεύματος φορτίου εφαρμόζονται. Ο μεταβλητός αντιστάτης R6 συνδέεται παράλληλα με την οριακή αντίσταση R7 και είναι ένας αισθητήρας ρεύματος. Το ρεύμα μέσω του αντιστάτη R6 είναι ανάλογο προς το ρεύμα μέσω του αντιστάτη R7, αλλά λόγω του λόγου αντιστάσεων είναι πολύ μικρότερο, πράγμα που σας επιτρέπει να ελέγχετε το ρεύμα εξόδου χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο αντιστάτη και τρανζίστορ χαμηλής ισχύος.
Κάτω από το φορτίο, στον αισθητήρα ρεύματος εμφανίζεται πτώση τάσης ανάλογη προς το ρεύμα διέλευσης. Όταν το ρεύμα φόρτισης αλλάξει, για διάφορους λόγους, η πτώση τάσης στο R6 και, κατά συνέπεια, η τάση ελέγχου που βασίζεται στο τρανζίστορ VT2 αλλάζει αναλογικά.
Με την αύξηση της τάσης με βάση το VT2, το σημερινό Κ-Ε του τρανζίστορ VT2 αυξάνει, μειώνοντας την τάση με βάση το VT1. Στην περίπτωση αυτή, το τρανζίστορ ισχύος VT1 αρχίζει να κλείνει, μειώνοντας το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας. Αντίθετα, με μείωση της τάσης με βάση το VT2, το ρεύμα φόρτισης αυξάνεται. Έτσι, πραγματοποιείται αυτόματη διόρθωση του ρεύματος στο φορτίο - σταθεροποίηση του ρεύματος φορτίου.
Αλλάζοντας την αντίσταση της αντίστασης R6, μπορούμε να ρυθμίσουμε το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας. Μετά τη ρύθμιση, συμβαίνουν παρόμοιες διαδικασίες σταθεροποίησης του νεοεισαχθέντος ρεύματος.
Ο κόμβος για τη ρύθμιση της οριακής τάσης γίνεται σε ρυθμιστή τάσης DA1 (TL431). Επιλέγοντας την αντίσταση των αντιστάσεων R3 και R4, επιλέγουμε το βέλτιστο εύρος ελέγχου τάσης. Χρησιμοποιώντας μια μεταβλητή αντίσταση R4, ρυθμίζουμε το όριο τάσης εξόδου (πριν συνδέσετε την μπαταρία στο φορτιστή).
Όταν συνδέετε μια αποφορτισμένη μπαταρία στο φορτιστή, η τάση εξόδου μειώνεται. Το ρεύμα που ρυθμίζεται από την αντίσταση R6 αρχίζει να ρέει μέσα από την μπαταρία. Καθώς η φόρτιση και η αύξηση της τάσης στη μπαταρία, το δυναμικό στο ηλεκτρόδιο ελέγχου της διόδου Zener DA1 προσεγγίζει τα 2,5 βολτ, η δίοδος Zener TL431 αρχίζει να ανοίγει. Ταυτόχρονα, η τάση που βασίζεται στο VT1 σταδιακά μειώνεται, το τρανζίστορ ισχύος κλείνει και το ρεύμα φόρτισης που ρέει μέσα από αυτό βαθμιαία μειώνεται σχεδόν στο μηδέν.
Στην υποδοχή X2 περιλαμβάνεται ένα αμπερόμετρο (πολύμετρο) για τη ρύθμιση και την παρακολούθηση του ρεύματος φόρτισης, ενώ όταν φορτίζονται στοιχεία του ίδιου τύπου, τοποθετείται ένας βραχυκυκλωτήρας.
Η υποδοχή X3 χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου από ένα κινητό τηλέφωνο. Είναι δυνατή η τοποθέτηση κυλινδρικών μπαταριών διαφόρων μηκών με τάση 1,2 ... 1,4 volt στο σύνδεσμο X4. Οι δίοδοι VD1 και VD2 περιλαμβάνονται στο κύκλωμα συνδετήρα X4 για να μειώσουν την τάση φόρτισης της μπαταρίας στα 1,3 ... 1,8 volt και να αποτρέψουν την εκφόρτιση της μπαταρίας όταν ο φορτιστής είναι απενεργοποιημένος. Χρησιμοποιώντας απομακρυσμένους αισθητήρες με κλιπ, μπορείτε να συνδέσετε μια μη τυποποιημένη μπαταρία με τάση λειτουργίας μέχρι 6 ... 9 volts για φόρτιση.
5. Δημιουργία του περιβλήματος του φορτιστή
Για το περίβλημα της μνήμης χρησιμοποιούμε ένα πλαστικό κάλυμμα από ένα παλιό ρελέ, που μετράει 90 x 60 x 65 mm. Ενισχύουμε την θήκη με έναν πίνακα PCB για την εγκατάσταση συνδετήρων. Βάζουμε τις απαραίτητες οπές στερέωσης.
6. Συμπληρώνουμε την θήκη με συνδετήρες και κατασκευάζουμε μη τυποποιημένα στοιχεία.
7. Συγκροτούμε την θήκη με αρθρωτά στοιχεία. Στο πίσω πλαίσιο υπάρχουν υποδοχές - έλεγχος X2 (κάτω) και είσοδος X1 για σύνδεση με τον προσαρμογέα τροφοδοσίας φορτιστή. Στην κορυφή της θήκης υπάρχει ένας πίνακας για την εγκατάσταση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου.
8. Η κατάθεση είναι στερεωμένη στην μπροστινή πλευρά της μνήμης και επαφές για την εγκατάσταση κυλινδρικών μπαταριών.
9. Συμπληρώνουμε τη μνήμη με εξαρτήματα σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα.
Αναβάλλουμε τα μέρη που έχουν πολύ θερμότητα. Στην περίπτωση αυτή, είναι ένα τρανζίστορ ισχύος VT1 σε ένα θερμαντικό σώμα και ένας συναρμολογημένος αντιστάτης R7, που αποτελείται από έξι αντιστάτες χαμηλότερης ισχύος. Για να βελτιώσουμε το καθεστώς θερμοκρασίας, συλλέγουμε αυτά τα εξαρτήματα σε ξεχωριστό πίνακα. Τα υπόλοιπα εξαρτήματα εγκαθίστανται και συγκολλώνται στη δεύτερη πλακέτα.
Οι διαστάσεις των σανίδων καθορίζονται από τις εσωτερικές διαστάσεις της θήκης και τη θέση τους στον όγκο της θήκης. Αφού αποφασίσαμε τη θέση των σανίδων, ανοίγουμε τρύπες στην θήκη για μεταβλητές αντιστάσεις και οπές εξαερισμού για διασπορά θερμότητας.
10. Συναρμολόγηση μνήμης
Σύμφωνα με το σχέδιο μνήμης, συλλέγουμε μαζί τις πίνακες ισχύος και ελέγχου, ελέγχουμε τη λειτουργία του κυκλώματος.
Τοποθετούμε και ρυθμίζουμε όλα τα εξαρτήματα στο περίβλημα. Για να αποκλείσουμε την πιθανή ηλεκτρική επαφή, απομονώνουμε την πλακέτα ελέγχου από το περιβάλλον με ένα πλαστικό καπάκι.
Συγκεντρώνουμε το σχέδιο της μνήμης στο σύνολό της και ελέγξουμε τη λειτουργία της συσκευής.
11. Το έργο του φορτιστή.
Πριν συνδέσετε τη μπαταρία ιόντων λιθίου στο φορτιστή, χρησιμοποιώντας τη μεταβλητή αντίσταση R4 (ρύθμιση τάσης), ρυθμίζουμε το όριο φόρτισης στους ακροδέκτες εξόδου για αυτήν την μπαταρία.
Συνδέουμε την μπαταρία, η τάση εξόδου μειώνεται στην υπολειπόμενη τάση της μπαταρίας. Ρυθμίζοντας την αντίσταση της αντίστασης R6 (προσαρμογή ρεύματος), ρυθμίζουμε το απαιτούμενο ρεύμα φόρτισης.
Κατά την εγκατάσταση μιας κυλινδρικής κυψελίδας μπαταρίας, η διαδικασία επιλογής των τρόπων λειτουργίας είναι παρόμοια.
Όταν ο φορτιστής είναι ενεργοποιημένος, πριν εγκατασταθεί η μπαταρία, ανοίγει ο σταθεροποιητής τάσης DA1 (η τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου διόδων ζενέ είναι μεγαλύτερη από 2,5 βολτ) και το LED2 (κόκκινο ενδεικτικό, αριστερά) ανάβει.
Συνδέουμε τη μπαταρία, μειώνεται η τάση εξόδου. Η φόρτιση ξεκινά με το καθορισμένο σταθερό ρεύμα. Η λυχνία LED 2 σβήνει. Ανάλογα με το καθορισμένο ρεύμα, είναι πιθανό να υπάρχει φωτισμός του LED3 (κόκκινη ένδειξη, δεξιά).
Όταν επιτευχθεί η καθορισμένη τάση, το φορτίο συνεχίζει σε αυτή την τάση, αλλά με μειωμένο ρεύμα φόρτισης. Η φωτεινότητα της LED3 αυξάνεται, η λυχνία LED2 ανάβει. Η μέγιστη φωτεινότητα των LEDs LED2 και LED3 δείχνει το ελάχιστο ρεύμα φόρτισης που είναι εγγενές στο τέλος της φόρτισης της μπαταρίας.
