Stabilisator-Ladegerät mit einstellbarer Spannung und Stromstärke. Schema, Beschreibung

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Stabilisator-Ladegerät mit einstellbarer Spannung und Stromstärke. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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Das Gerät arbeitet in zwei Modi: Spannungsstabilisator und Stromstabilisator. Darüber hinaus gehen beide Modi an der Grenze des Beginns der Spannungsstabilisierung reibungslos von einem zum anderen über.

Der erste Modus dient zur Stromversorgung von Funkgeräten, Gleichstrom-Mikromotoren usw. Der zweite Stromstabilisierungsmodus ist zum Laden von Batterien vorgesehen und der vollständige Ladevorgang endet im Spannungsstabilisierungsmodus.

Stabilisator-Ladegerät mit Spannungs- und Stromregelung

Eigenschaften des Stabilisators:

1. Die Stromstabilisierung schützt die eigenen Ausgangstransistoren vor Überlastung beim Einschalten der Versorgungsspannung und einem starken kurzfristigen Anstieg des Ladestroms des Kondensators C2 sowie im Falle eines Ausgangskurzschlusses, wodurch die Betriebssicherheit erhöht wird .

2. Einfachheit der Schaltung (siehe Abbildung), da die Ausgangstransistoren eine Doppelrolle erfüllen: Sie stabilisieren den Strom und die Spannung.

3. Im Spannungsstabilisierungsmodus des Geräts können Sie bei Bedarf eine Strombegrenzung einstellen, um die mit Strom versorgten Geräte während des Betriebs vor Überlastungen zu schützen.

4. Im Stromstabilisierungsmodus ist es nicht erforderlich, den Ladevorgang des Akkus zu überwachen und ihn auszuschalten, damit keine schädliche Überladung auftritt.

Das Gerät selbst überwacht den Ladevorgang und die Erhöhung der Spannung an der Batterie.

Bei voller Ladung wechselt das Gerät sanft in den Spannungsstabilisierungsmodus. Der Ladestrom sinkt auf Null. In diesem Zustand kann der Akku über längere Zeit unbeschadet an einem funktionierenden Gerät angeschlossen bleiben.

5. Der konstante Ladestrom unterscheidet das Gerät von Ladegeräten mit ohmscher Strombegrenzung, bei denen der Batterieladestrom beim Laden der Batterie aufgrund einer Erhöhung ihrer Gegenspannung im Verhältnis zur Spannung des Ladegeräts selbst allmählich abnimmt.

Eine sanfte Stromabnahme in einem Widerstandsladegerät verlängert die Batterieladung im Laufe der Zeit. Umgekehrt sorgt die vorgeschlagene Einheit mit stabilisiertem Strom für eine schnellere Batterieladung.

Wichtigste technische Merkmale

Das Gerät wird mit einer konstanten Spannung von 25 V betrieben und ermöglicht die Einstellung der konstant stabilisierten Spannung am Ausgang von 0,8 bis 12 V und des konstant stabilisierten Stroms von 0,4 mA bis 2,4 A.

Das Funktionsprinzip des Geräts und seiner Komponenten

Wenn eine konstante Spannung an den Eingang des Blocks angelegt wird, wird der Kondensator C1 geladen.

Die Transistoren VT2 und VT1 (sofern letzterer über die Taste SA1 angeschlossen ist) laden den Kondensator C2 mit einem stabilisierten Strom.

Dann bleibt das Gerät im Stromstabilisierungsmodus, wenn die Lastspannung nicht auf die Stabilisierungsspannung ansteigt.

Bei ausreichendem Strom steigt die Lastspannung auf den Stabilisierungswert. Gleichzeitig erhöht sich der Strom durch den Stromkreis: Widerstände R17, R18 und den Eingang des Transistors VT4. Wird das Patchkabel entfernt, werden auch die Zenerdioden in den Stromkreis einbezogen. Der Transistor VT4 entsperrt und entsperrt den Transistor VT3 scharf. Die Spannung am Ausgang des letzteren sperrt teilweise die Transistoren VT2 und VT1. Der stabilisierte Strom des letzteren nimmt stark ab. Der Spannungsanstieg an der Last stoppt und stabilisiert sich.

Der Transistor VT2 ist ein Stromstabilisator; er ist über die Basis mit einem stabilisierten Spannungsteiler verbunden: Zenerdiode VD2-Widerstand R14. Mit einem Satz Widerstände R1...R8 im Emitterkreis können Sie den erforderlichen Stabilisierungsstrom des Transistors VT2 einstellen. Der Transistor VT1 ist ein Emitterfolger des Stroms VT2 und sorgt beim Einschalten von SA1 für eine Erweiterung der Regulierungsgrenzen des stabilisierten Stroms.

Der Spannungsteiler VD1-Widerstand R12 liefert eine negative Spannung am Emitter des Transistors VT1 und erleichtert das Ausschalten bei niedrigen Stabilisierungsströmen.

Der Ausgangsspannungsteiler des Blocks besteht aus Zenerdioden, der Emitter-Basis-Verbindung des Transistors VT4 und zwei niederohmigen Widerständen. Im Hinblick auf die Spannungsstabilisierung schneidet er im Vergleich zu einem Widerstandsteiler günstig ab, da er durch Änderung des Stroms in seinem Stromkreis schärfer auf geringfügige Spannungsänderungen am Ausgang des Geräts reagiert, was die Spannungsstabilisierung durch die Schaltkreise der Transistoren VT4-VT1 erhöht.

Transistor VT3 - Germanium mit niedriger Sättigungsspannung.

Transistor VT4 - Silizium mit einem kleinen Rückwärtskollektorstrom.

Der Widerstand R15 reduziert die Spannung am Kollektor VT4 und dessen Erwärmung.

Der Widerstand R17 begrenzt den Entladestrom des Kondensators C2 durch die Zenerdioden und den Eingang VT4 beim Schalten der Ausgangsspannungen.

Einrichtung

Bei geeigneten Komponenten und korrekter Installation erfordert das Gerät keine besondere Anpassung, mit Ausnahme der anfänglichen Auswahl der Widerstände R1, R8 und der Zenerdioden VD5-VD12, um die erforderlichen Strom- und Spannungsschaltstufen zu erhalten. Zur einfacheren Verwendung des Blocks ist es notwendig, die Werte der resultierenden Ströme in der Nähe der Widerstandsanschlüsse anzulegen und Spannungen in den Räumen zwischen den Zenerdiodenanschlüssen anzulegen.

Merkmale der Operation

Die Spannung wird durch Kurzschließen einiger oder aller Zenerdioden eingestellt. Im letzteren Fall beträgt die Emitter-Basis-Übergangsspannung des Transistors VT4 0,8 V. Eine sanfte Einstellung (0,2 V) erfolgt mit dem Widerstand R18. Der Strom wird durch Umschalten der Klemmen mit einem Patchkabel eingestellt.

Am Ausgang des Gerätes wird zunächst die dem Typenschildwert der angeschlossenen Last entsprechende Spannung eingestellt. Damit das Gerät im Lademodus betrieben werden kann, wird anschließend ein Strom eingestellt, der kleiner oder gleich 0,1 der auf dem Typenschild angegebenen Kapazität des zu ladenden Akkus ist. Um das Gerät im Spannungsstabilisierungsmodus zu betreiben, stellen Sie einen Strom ein, der gleich oder größer als der Strom der Last selbst ist. Abschließend wird am Eingang des Blocks eine konstante Spannung von 25 V angelegt.

Autor: V. E. Borzenkov

Siehe andere Artikel Abschnitt Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen.

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