Ladegerät für Nickel-Cadmium-Akkus. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Derzeit erfreuen sich vor allem bei jungen Leuten Miniatur-MP3-Player sowie elektronische Kameras, die mit einer Spannungsquelle von 1,2...1,5 V betrieben werden, großer Beliebtheit. Der Einsatz von galvanischen Einwegelementen ist hier kaum gerechtfertigt – der Stromverbrauch schon relativ hoch, und zwar auch bei längerem Dauerbetrieb. Gewöhnliche Zellen vom Typ „AAA“ müssen in diesem Modus mehrmals am Tag gewechselt werden, was recht teuer ist, aber die Batterie kann deutlich Nerven und Geld sparen.

Damit der Akku lange hält, muss auf einen optimalen Lade- und Entlademodus geachtet werden.

Nickel-Cadmium-Akkus zeichnen sich durch den sogenannten „Memory-Effekt“ aus. Es besteht darin, dass, wenn Sie einen teilweise entladenen Akku aufladen, dieser bei weiterer Entladung nur einen Teil der Energie ab dem Niveau abgibt, ab dem der Ladevorgang begonnen hat. Daher empfiehlt es sich, den Akku vor Beginn des Ladevorgangs auf eine Spannung von weniger als 1 V zu entladen und erst danach mit dem Ladevorgang zu beginnen. Die Abbildung zeigt ein Diagramm eines Ladegeräts – ein Anschluss an eine Laborstromquelle, das die Spannung an der Batterie misst, die Batterie vor dem Laden auf 1 V entlädt und auf 1,4 V auflädt. Das Ladegerät selbst besteht aus einem Stromstabilisator an A1 Der Wert des Ladestroms kann über den Schalter S60 auf 80 mA, 120 mA oder 2 mA eingestellt werden.

(zum Vergrößern klicken)

Das Ein- und Ausschalten des Ladegeräts erfolgt über die Transistoren VT3 und VT4. Um den Ladevorgang zu starten, müssen Sie eine logische Null an die VT3-Basis anlegen. Und um den Ladevorgang zu stoppen - eins (über Widerstand R14).

Die Entladeschaltung erfolgt über einen Transistorschalter an VT5 und VT6, der gemäß einer Verbundtransistorschaltung verbunden ist. Die Entladelast ist der Widerstand R16.

Die Spannung an der Batterie (G1) wird von einem Messgerät auf dem Polykomparatorchip A1 gemessen. Die LEDs HL1-HL6 zeigen die Spannung an der Batterie an, und Kaskaden an VT1 und VT2 bilden logische Pegel, um Informationen über die Spannung an der Batterie an einen einfachen logischen Steuerkreis auf zwei RS-Flip-Flops zu liefern, die auf Elementen der Mikroschaltung K561LE5 hergestellt sind. Schauen wir uns nun die Funktionsweise der Schaltung als Ganzes an. Wenn die Batterie angeschlossen ist, misst die Mikroschaltung A1 die Spannung daran. Das Messergebnis ist auf einer Anzeige aus sechs LEDs ersichtlich. Die Messung erfolgt ohne Belastung. Um die Spannung unter Last herauszufinden, müssen Sie die „Start“-Taste S1 drücken. In diesem Fall wird der RS-Trigger D1.3-D1.4 auf einen Zustand mit einer logischen Eins am Ausgang D1.4 gesetzt. Der Transistorschalter VT5-VT6 öffnet und lädt die Batterie mit dem Widerstand R16. Wenn in diesem Fall die Spannung an der Batterie auf 1 V und darunter fällt, öffnet eine der Dioden VD1-VD3, was zum Öffnen des Transistors VT2 führt. An seinem Emitter erscheint eine logische Einheitsspannung, die nach einiger Zeit (R8-C2) den RS-Trigger D1.3-D1.4 in den entgegengesetzten Zustand schaltet.

Die Last (R16) von der Batterie ist abgeklemmt. Gleichzeitig setzt eine am Ausgang D1.3 erscheinende Einheit den Trigger D1.1-D1.2 in einen Zustand mit einer logischen Null am Ausgang D1.2. Dadurch schaltet sich das Ladegerät ein. A2 (öffnet VT4). Der Ladevorgang des Akkus beginnt.

Wenn die Spannung an einer geladenen Batterie größer als 1 V ist, wird sie unter Last gehalten, bis die Spannung an ihr 1 V oder weniger beträgt. Und erst danach beginnt der Ladevorgang.

Der Ladevorgang wird fortgesetzt, bis die Spannung an der Batterie 1,4 V erreicht. Danach öffnet der Transistor VT1 und an seinem Kollektor stellt sich der Spannungspegel der logischen Eins ein. Der RS-Trigger D1.1-D1.2 wechselt in einen Zustand mit Eins am Ausgang D1.2 .XNUMX und der Akkuladevorgang wird gestoppt.

Der Nachteil dieses Schemas besteht darin, dass nur ein Akku gleichzeitig geladen werden kann. Akkus können nicht geladen werden. Selbst wenn Sie am Eingang der Mikroschaltung A1 einen umschaltbaren Teiler anbringen, kann das Ladegerät nicht gut mit der Batterie arbeiten, da es unmöglich ist, anhand der Gesamtspannung der Batterie zu bestimmen, wie entladen die eine oder andere darin enthaltene Batterie ist . Wenn Sie also mehrere Akkus gleichzeitig laden müssen, müssen Sie eine entsprechende Anzahl solcher Schaltkreise erstellen.

Die Mikroschaltung K561LE5 kann durch ein inländisches Analogon K176LE5 oder ein beliebiges ausländisches Analogon ersetzt werden. Die Mikroschaltung LM3914 kann durch eine analoge ersetzt werden, unterliegt jedoch einer linearen Anzeige (nicht logarithmisch) unter Verwendung der laufenden Punktmethode. Oder bauen Sie eine Komparatorschaltung mit Operationsverstärkern auf.

Der Aufbau besteht aus der Einstellung des Ladestroms durch Auswahl der Widerstände R10-R12 und der Kalibrierung des Spannungsmessers durch Einstellung des Widerstands R2.

Noch etwas: Wenn die HL6-LED aus ist, sollte die Spannung an R4 Null sein. Ist dies nicht der Fall, müssen Sie eine Diode vom Typ KD1 in Durchlassrichtung an den Emitterkreis VT522 anschließen. Gleiches gilt für den Transistor VT2 (die Spannung an seinem Kollektor sollte Null sein, wenn die LEDs HL1, HL2, HL3 nicht leuchten).

Autor: Zamkov V.S.

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