|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Bezpieczna ładowarka
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne W proponowanym projekcie położono nacisk na bezpieczeństwo ładowania. Urządzenie sprawdza poprawność podłączenia akumulatora, automatycznie wyłącza się po zakończeniu ładowania, przerywa ładowanie, gdy akumulator nagrzeje się powyżej ustawionej temperatury. Wiadomo, że nawet algorytm szybkiego ładowania (prąd 1...2C, gdzie C to pojemność akumulatora) zakłada czas trwania procesu ładowania 1...5 godzin [1]. Trudno sobie wyobrazić, że przez cały ten czas proces będzie monitorowany. I pomimo tego, że szybkie ładowanie jest najbardziej niebezpieczne. Nawet przy niewielkiej niezgodności z reżimem możliwe jest pęknięcie obudowy baterii ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami. Standardowe ładowanie prądem 0,1C jest dużo bezpieczniejsze, ale trwa zbyt długo (do 14...16 godzin). Opisywane urządzenie zapewnia przyspieszone ładowanie (4...7 h) jednego akumulatora Ni-Cd lub Ni-MH o pojemności od 250 do 1000 mAh. Szeroki zakres prądu ładowania w żaden sposób nie sprzyja bezpieczeństwu urządzenia ze względu na możliwe błędy użytkownika przy ustawianiu prądu ładowania, dlatego istnieją różne sposoby ochrony akumulatora i samej ładowarki. Rezultatem jest urządzenie, które może wydawać się niepotrzebnie skomplikowane. Jednak ta złożoność opłaci się wydłużoną żywotnością baterii i spokojem na wypadek pożaru w mieszkaniu. Możliwość ładowania tylko jednego akumulatora wynika z chęci zapewnienia pełnego i znowu bezpiecznego ładowania. Z charakterystyki technicznej urządzenia należy zwrócić uwagę na „miękki” tryb przyspieszonego ładowania, automatyczne wyłączenie akumulatora po zakończeniu ładowania, zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją jego podłączenia i przegrzaniem, sygnalizację trybu, dźwiękowe powiadomienie o trybie awaryjnym i wreszcie dość niskie napięcie zasilania (od 3,5, XNUMXB), co w niektórych przypadkach może być wysoce pożądane. Schemat ideowy urządzenia pokazano na ryc. 1.
Jego główna część - stabilizator prądu - składa się z trzech węzłów: głównego regulatora napięcia i dwóch identycznych regulatorów prądu. Główny regulator (DA6.1, VT3) zapewnia prąd ładowania 0,1C i działa przez cały cykl. Drugi regulator (DA6.2, VT4) - można go nazwać wymuszonym - wydziela prąd równy 0,ZC i włącza się, gdy napięcie na akumulatorze jest większe niż 0,6 V, ale nie osiągnęło 1,4 V. W tym razem oba regulatory działają i połączone równolegle zasilają akumulator łącznym prądem 0,4C. Ograniczenia w działaniu wymuszonego regulatora prądu wynikają z następujących przyczyn. Jeżeli akumulator jest mocno rozładowany (napięcie na nim Uac < 0,6 V) nie jest bezpieczne ładowanie go dużym prądem, dlatego ładowanie odbywa się prądem 0,1C przy udziale tylko głównego regulatora prądu . Gdy napięcie Uakk osiągnie 1,4 V, wymuszony regulator wyłącza się, ponieważ napięcie to jest bliskie granicy i wskazane jest dalsze ładowanie standardowym prądem 0,1C. Po osiągnięciu Uacc = 1,48 V wyłącza się i główny regulator - ładowanie zatrzymuje się. W takim przypadku dioda HL3 („Ładowanie”) gaśnie, a zapala się dioda HL1 („Ładowanie zakończone”). Diody VD1, VD2 zapobiegają rozładowaniu akumulatora po przerwaniu ładowania. Oba regulatory są sterowanymi napięciem źródłami prądu. Napięcie sterujące (względem dodatniego przewodu zasilającego) jest tworzone przez główny regulator napięcia DA3 i jest regulowane przez rezystor zmienny R23 (ustawiają wymagany prąd ładowania w zależności od pojemności akumulatora). Cechą wzmacniaczy operacyjnych KR1446UD1A stosowanych w regulatorach prądu [2] jest możliwość pracy przy niskich napięciach zasilania (od 2,5 V dla unipolarnych), a co najważniejsze, że zakres ich sygnałów wejściowych i wyjściowych jest zbliżony do suma napięć zasilania. W naszym przypadku DA6.1 pracuje z napięciem wejściowym równym Us - UR25, gdzie Us to dodatnie napięcie zasilania, a UR25 to spadek napięcia na rezystorze pomiarowym R25. Ten ostatni w rzeczywistości jest „kopią” napięcia sterującego (jak wiadomo, napięcia na obu wejściach OA objętych OOS pokrywają się do zerowego napięcia polaryzacji). Zatem przy prądzie ładowania 25 mA (dla akumulatora o pojemności 250 mAh) UR25 = 0,2 V. Oznacza to, że napięcie wejściowe może być tylko o 0,2 V mniejsze niż dodatnie napięcie zasilania wzmacniacza operacyjnego DA6.1. 1,5. Typowe wzmacniacze operacyjne umożliwiają pracę z napięciami wejściowymi nie większymi niż (Us - 2 ... XNUMX) V. To samo można powiedzieć o napięciach wyjściowych. Podczas procesu ładowania DA6.1 zapewnia napięcie wyjściowe równe Us - UR25 - UBE VT3, gdzie UBE VT3 jest napięciem przewodzenia na złączu emitera VT3 (0,6 ... 0,8 V). Aby zatrzymać regulator prądu, wzmacniacz operacyjny zapewnia napięcie równe Us, zamykając w ten sposób tranzystor. Wszystkie powyższe dotyczą wymuszonego regulatora na DA6.2. Oba regulatory są wyłączane odpowiednio przez tranzystory VT1 i VT2 (dokładniej robi to VT1, ponieważ po otwarciu bocznikuje rezystory R21, R23, z których napięcie jest przykładane do wejść obu wzmacniaczy operacyjnych). W stanie wyłączonym prąd wyjściowy regulatora nie jest równy zeru, ponieważ napięcie na rezystorze R25 nie jest równe zeru. Są tego dwa powody. Po pierwsze, rezystancja kanału otwartego tranzystora polowego VT1 jest niezerowa, a zatem napięcie USI VT1 to kilka miliwoltów. Drugim powodem jest zerowe napięcie polaryzacji wzmacniacza operacyjnego DA6.1. W rezultacie napięcie na rezystorze R25 zależy od znaku zerowego napięcia polaryzacji i jest równe USI VT1 ± UCM DA6.1. W takim przypadku lepiej jest użyć wzmacniacza operacyjnego KR1446UD1A, jego napięcie polaryzacji nie przekracza ±3 mV, dlatego w stanie wyłączonym regulator wytwarza niewielki prąd szczątkowy 1 ... 3 mA. Wymuszony regulator prądu zachowuje się w ten sam sposób. W rezultacie po zakończeniu ładowania stabilizator prądu utrzymuje określone napięcie na akumulatorze, co zapobiega jego rozładowaniu w wyniku samorozładowania i prądu upływu przez obwody urządzenia. Tak mały prąd nie może zaszkodzić akumulatorowi. Ponadto ta funkcja zapewnia stabilność urządzenia po wyjęciu baterii i przyłożeniu napięcia wejściowego. Prąd ustawiony przez główny regulator jest równy Ureg / R25, gdzie Ureg jest spadkiem napięcia na rezystorach R21 + R23 (z wyłączeniem zerowego napięcia polaryzacji wzmacniacza operacyjnego DA6.1, jego prądu wejściowego i prądu upływu zamknięty kanał VT1) Ureg zależy od napięcia stabilizacji DA3 ( 2,5 V) i współczynnika podziału dzielnika napięcia R21-R23 (jak zaznaczono, jest liczony od „plusa” zasilania). Prąd ustawiony przez wymuszony regulator jest określany podobnie. Przejdźmy teraz do drugiej części urządzenia, składającej się z modelowego sterownika napięcia, komparatorów, które są używane jako wzmacniacze operacyjne mikroukładów DA4, DA5 oraz węzła logicznego. Jak widać na schemacie, napięcie z akumulatora jest podawane na wejścia komparatorów DA4.1-DA4.4 nie bezpośrednio, ale przez rezystory R14, R16-R18, aby uniknąć uszkodzenia wzmacniacza operacyjnego gdy bateria jest włożona, a ładowarka jest wyłączona. Rezystory na wejściach „referencyjnych” eliminują błąd spowodowany prądami wejściowymi wzmacniacza operacyjnego (ale nie różnicą prądów wejściowych). „Przykładowe” wejście wzmacniacza operacyjnego DA4.3 nie ma takiego rezystora, ponieważ od tego komparatora nie jest wymagana wysoka dokładność. Komparator DA4.1 określa moment wyłączenia wymuszonego regulatora prądu (kiedy napięcie akumulatora osiągnie 1,4 V), DA4.2 - moment zakończenia ładowania i daje sygnał do wyłączenia głównego regulatora prądu. Rezystor R24, który wytwarza dodatnie sprzężenie zwrotne, tworzy małą (około 40 mV) histerezę, co pozwala uniknąć niestabilnego stanu komparatora po zatrzymaniu ładowania. Komparator DA4.3 daje sygnał do włączenia wymuszonego regulatora prądu, gdy napięcie na akumulatorze przekroczy 0,6 V, a DA4.4 „sprawdza” poprawność podłączenia akumulatora: jeśli biegunowość jest zła, regulatory prądu są wyłączane a dzwonek piezoelektryczny HA1 generuje ostrzegawczy sygnał dźwiękowy. Do określenia polaryzacji wykorzystano zdolność wzmacniacza operacyjnego KR1401UD2A do pracy z napięciami wejściowymi niższymi niż napięcie zasilania o ujemnej polaryzacji. Ważną cechą opisywanego urządzenia jest kontrola reżimu temperaturowego akumulatora. Odbywa się to za pomocą czujnika temperatury DA2 i OU DA5.1. LM335Z to zintegrowany regulator napięcia z liniową odpowiedzią temperaturową: jego napięcie wyjściowe wzrasta o 10 mV na każdy stopień Celsjusza wzrostu temperatury. W temperaturze +25°C (298 K) napięcie wyjściowe wynosi 2,98 V. Gdy akumulator nagrzeje się do około +33°C, włącza się komparator DA5.1, ładowanie zostaje przerwane, dioda HL2 („Przegrzanie” ) zaświeci się i rozlegnie się sygnał dźwiękowy (taki sam jak przy nieprawidłowej polaryzacji podłączenia akumulatora). Przykładowe napięcia dla komparatorów pochodzą z układu shaper, wykonanego na DA1. Układ logiczny na elementach układu DD1 przetwarza sygnały z komparatorów, steruje wskaźnikami LED, dzwonkiem i regulatorami prądu. Zamiast K1401UD2A urządzenie może korzystać z układu K1401UD2B, a także jego zagranicznego odpowiednika LM124. KR1446UD1A można zastąpić mikroukładem tej serii o indeksie B lub C, jednak możliwe jest, że prąd szczątkowy (po wyłączeniu regulatorów prądu) będzie albo zbyt duży, albo wcale. Jedno i drugie jest niepożądane. KR142EN19A można zastąpić zagranicznym analogiem TL431 w dowolnym projekcie. Oprócz wskazanych na schemacie dopuszczalne jest stosowanie w urządzeniu tranzystorów polowych serii KP303 z innymi indeksami literowymi, jednak ich napięcie odcięcia powinno wynosić nie więcej niż 3, a najlepiej nie mniej niż 0,5 V KT814A można zastąpić tranzystorami tej serii o indeksach B, C. Instancja, która będzie używana w wymuszonym regulatorze prądu (VT4), musi mieć statyczny współczynnik przenoszenia prądu bazowego co najmniej 70 przy prądzie emitera 300 mA. Z zastrzeżeniem tego warunku możliwe jest zastosowanie tranzystora serii KT816. KT3107A są wymienne z dowolną z tej serii. Diody KD212 - z dowolnym indeksem literowym. Diody LED L-53LYD (żółta poświata) i L-53LID (czerwona) firmy Kingbright charakteryzują się niskim prądem pracy (parametry świecenia normalizują się przy prądzie 2 mA) i można je zastąpić podobnymi o maksymalnym dopuszczalnym prądzie przewodzenia co co najmniej 7 mA. HL3 - dowolna zielona dioda. Emiter piezoelektryczny HA1 - HRM14AX firmy JL World z wbudowanym generatorem 3H (pobór prądu - nie więcej niż 7 mA). Do ustawienia prądu ładowania (R23) zaleca się zastosowanie rezystora drutowego zmiennego, np. PPZ-40, PPZ-41, a do ustawienia napięć odniesienia (R3, R6, R11) - drutu wieloobrotowego SP5- 2, SP5-3 i tym podobne. Części ładowarki są zamontowane na płytce drukowanej umieszczonej w plastikowej obudowie. Komora na akumulator jest otwarta, jako styki zastosowano styki o tym samym przeznaczeniu z domowego avometru M4317. Szczególną uwagę należy zwrócić na mocowanie czujnika temperatury DA2 (rys. 2, poz. 4).
Układ LM335Z ma plastikową obudowę „tranzystorową” KT-26 (TO-92). Jest przymocowany płaską stroną do styku dodatniego 2 komory baterii za pomocą cienkiej warstwy nieschnącej pasty przewodzącej ciepło. Jeśli między biegunem dodatnim akumulatora 1 a zaciskiem 2 występuje niski opór elektryczny, styk termiczny będzie dobry. Należy pamiętać, że masa i powierzchnia styku oraz przylegających do niego części metalowych powinny być jak najmniejsze. Zapewni to mniejsze straty ciepła „po drodze” z akumulatora do czujnika, a tym samym zwiększy dokładność odczytu temperatury. W tym celu podkładki dielektryczne 6 są umieszczone pod łbami śrub 2, które mocują styk 8 do podstawy 7. Czujnik 4 „przymocowany” jest do styku kawałkiem drutu MGTF 5 (jego końce są przylutowane do styku) i wypełniony cienką warstwą kleju epoksydowego na obwodzie obudowy. Ścianka obudowy 3 służy jako ogranicznik ograniczający wygięcie styku 2. Podczas ładowania tranzystor VT4 uwalnia moc do 1,5 W, dlatego jest instalowany pionowo na płycie duraluminiowej o wymiarach 20x30x0,8 mm. Na górnej ściance obudowy urządzenia znajdują się diody LED HL1 - HL3 oraz rezystor nastawny R23, którego pokrętło wyposażone jest w okrągłą skalę do ustawiania prądu ładowania. W wersji autorskiej skala jest wyskalowana wartościami pojemności (od 250 do 1000 mAh), dzięki czemu łatwiej uniknąć błędów w ustawieniu prądu. Dzwonek piezoelektryczny HA1 ma niewielkie wymiary i sztywne wyprowadzenia, dlatego montowany jest na płytce bez dodatkowego mocowania. Konfiguracja urządzenia rozpoczyna się od kalibracji czujnika temperatury DA2. Najpierw ustawiamy na pinie 3 DA5.1 przykładowe napięcie UT. W tym celu na wejście przykładane jest stałe napięcie 4,5 ... 5,5 V, temperatura T (w stopniach Kelvina) jest mierzona w miejscu instalacji ładowarki i odpowiadające temu napięcie odniesienia Uobr \u100d T / 273 obliczana jest temperatura. Przypomnijmy, że temperatura w stopniach Kelvina jest równa temperaturze w stopniach Celsjusza + 2. Następnie mierzy się napięcie rzeczywiste Umeas na pinie 2 DA5.1 (lub, co jest tym samym, na pinie o tej samej nazwie DA2) i przesunięcie charakterystyki temperaturowej DA3 oblicza się ze wzoru Δ = Uobr - Umeas. Następnie rezystor R3,06 ustawia napięcie odniesienia UT = XNUMX - Δ (biorąc pod uwagę znak przesunięcia). Następnie za pomocą dostrojonych rezystorów R6 i R11 ustawia się szeregowo napięcia odniesienia odpowiednio 1,4 i 1,48 V (dopuszczalne odchylenie wynosi nie więcej niż ± 0,02 V). Podsumowując, skala rezystora zmiennego R23 jest skalibrowana. Aby to zrobić, amperomierz jest podłączony do styków komory baterii, na wejście podawane jest napięcie 4,5 ... 5,5 V, a poprzez obrócenie suwaka rezystora R23 uzyskuje się prąd 25 mA. Na skali znak odpowiadający tej aktualnej wartości jest oznaczony jako 250 mAh. Oznaczenia 350, 500, 750 i 1000 mAh są kalibrowane w ten sam sposób. literatura
Autor: M.Bogdanov, Sarow, obwód Niżny Nowogród.
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Szkody środowiskowe i medyczne powodowane przez paluszki krabowe ▪ Znalazłem klucz do pamięci roboczej mózgu ▪ Energooszczędny procesor GPS do urządzeń elektronicznych do noszenia firmy Broadcom
▪ sekcja witryny Regulacja tonu i głośności. Wybór artykułu ▪ artykuł Philippus Artem. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Kim jest Joseph Lister? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Czarny korzeń. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Elektroepilator wysokiej częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony