Automatisches Entladegerät für Batterien. Schema, Beschreibung

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Automatisches Entladegerät für Batterien. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Das den Lesern angebotene Gerät dient zum automatischen Entladen von Ni-Cd- oder NI-MH-Akkus der Größe AA oder AAA auf eine vorgegebene Spannung. Das Gerät verfügt über eine Leuchtanzeige der Betriebsmodi und benötigt keine zusätzliche Stromquelle, da es direkt über einen entladenen Akku betrieben wird.

Es ist bekannt, dass die Lebensdauer und garantierte Kapazität von Ni-Cd- und Ni-MH-Akkus davon abhängt, wie gut sie genutzt werden. Es ist auch bekannt, dass einer der Gründe für die Verschlechterung der „Gesundheit“ der Batterie der Memory-Effekt ist, der Nickel-basierten Batterien innewohnt. Der Memory-Effekt ist ein Kapazitätsverlust des Akkus, der durch das Laden eines unvollständig entladenen Akkus entsteht. Dieser Effekt ist bei Ni-Cd-Akkus am stärksten ausgeprägt, bei Ni-MH ist seine Ausprägung laut Hersteller unbedeutend. Aber wie die Praxis zeigt, sollte man bei der Verwendung von Ni-MH-Akkus eine solche „unbedeutende“ Erscheinung nicht vernachlässigen.

Eine wirksame und kostengünstige Methode zur Bekämpfung des Memory-Effekts besteht darin, dessen Auftreten zu verhindern. Dies besteht entweder darin, den Akku vor jedem Ladevorgang vollständig auf eine sichere Restspannung zu entladen oder regelmäßige Schulungen durchzuführen. Unter Training versteht man die Durchführung mehrerer sich wiederholender Ladezyklen mit anschließender Entladung auf eine Spannung von 1,05 ... 1,1 V. Die Trainingshäufigkeit beträgt bei Ni-Cd-Akkus einmal im Monat, bei Ni-MH alle zwei Monate, öfter Training wirkt sich durch den beschleunigten Verschleiß negativ auf den Zustand der Batterie aus. Moderne Universalladegeräte (Ladegeräte), die auf Basis spezieller Steuerungen aufgebaut sind, entladen die Akkus in der Regel unmittelbar vor Beginn des Ladevorgangs auf eine sichere Spannung vor und verhindern so die Entstehung des Memory-Effekts. Die Kosten für einen solchen Speicher sind jedoch recht hoch. Daher können sie bei Vorhandensein eines einfachen Speichers durch das vorgeschlagene Bit-Gerät ergänzt werden.

Ein Diagramm eines solchen Geräts ist in Abb. 1.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Auf dem DA1-Chip ist ein Boost-DC-Wandler montiert, der eine Spannung erzeugt, die für den Betrieb der übrigen Elemente des Geräts ausreicht. Durch die Verbindung von Pin 2 des DA1-Chips mit einer negativen Stromleitung wird die Ausgangsspannung des Wandlers auf 5 V eingestellt.

Ein einstellbares Lastäquivalent ist auf einem leistungsstarken Bipolartransistor VT1 und einem variablen Widerstand R2 aufgebaut. Der Einstellbereich des Entladestroms beträgt 0,07 ... 1 A (unter Berücksichtigung des von anderen Komponenten des Geräts verbrauchten Stroms). Der Feldeffekttransistor VT2 dient zum Anschluss der Ersatzlast an die zu entladende Batterie, der Transistor VT3 dient zur Steuerung der Versorgungsspannung des Wandlers und der Taster SB1 dient zum Starten des Geräts.

Auf dem Operationsverstärker DA2.2 ist ein Komparator montiert, der die untere Schwellenspannung der Batterie (1,05 ... 1,1 V) überwacht. Auf OUDA2.1 und LED HL2-Anzeige, die das signalisiert. Wenn die Batteriespannung 1,2 V überschreitet, dient dies als grobe Schätzung des Ausmaßes der Batterieentladung bei einem bestimmten Wert des Entladestroms. An den Widerständen R5-R7 ist ein Spannungsteiler angebracht, der die Schwellenwerte für den Betrieb der Komparatoren bildet.

Wenn die Batteriespannung über dem unteren Schwellenwert liegt, wird nach dem Starten des Geräts durch kurzes Drücken der SB1-Taste der Ausgang des Operationsverstärkers DA2.2 auf einen hohen Pegel gesetzt. Dadurch wird der Transistor VT3 geöffnet und das Gerät kann eingeschaltet werden bleiben eingeschaltet, nachdem die Taste losgelassen wurde. Gleichzeitig mit dem Transistor VT3 öffnet sich der Transistor VT2 und die entsprechende Last wird an die Batterie angeschlossen. Das Leuchten der HL1-LED zeigt die laufende Entladung des Akkus an. Übersteigt seine Spannung gleichzeitig 1,2 V, leuchtet die HL2-LED auf.

Wenn die Batteriespannung unter den unteren Schwellenwert sinkt, ändert sich am Ausgang des Operationsverstärkers DA2.2 der hohe Pegel in einen niedrigen Pegel, die Transistoren VT2, VT3 schließen und daher werden der Last-Dummy und der Spannungswandler geschlossen ausgeschaltet ist, erlischt die HL1-LED. Die Verwendung einer separaten Spannungsversorgung für die Lastattrappe und andere Knoten erfolgt aufgrund der Notwendigkeit, die Auswirkung einer Änderung des Entladestroms auf den Betrieb des Geräts auszuschließen. Wenn also nur ein Schalttransistor verwendet würde, würde die Verringerung des Entladestroms, die beim Entladen der Batterie auftritt, aufgrund einer Änderung der Spannungsdifferenz zwischen dem Minuspol der Batterie und zu einer Abweichung der Komparatorschwellen führen die negative Versorgungsleitung des Operationsverstärkers.

Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger 1 mm dicker Glasfaserfolie montiert (Abb. 2).

Automatischer Batterieentlader
Fig. 2

Die Platine ist für die Installation der Festwiderstände MLT, S2-33 und des variablen Widerstands SPZ-4AM ausgelegt. Sie wird an der Vorderseite des Geräts montiert und über isolierte Drähte mit der Platine verbunden. Oxidkondensatoren – klein importiert, C3 – Keramik K10-17 oder importiert. Der Spannungswandler MAX756 kann durch ein inländisches Analogon ersetzt werden – KR1446PN1, einen Doppel-Operationsverstärker KA358 – mit einem Operationsverstärker KR1040UD1, LM358, RS1251. Der KT817A-Transistor kann durch jeden der KT817-Serie im Kunststoffgehäuse ersetzt werden, er ist mit einem selbstgefertigten Aluminiumkühlkörper mit einer Fläche von ca. 3,5 cm2 ausgestattet und die Feldeffekttransistoren KP505A sind durch KP505B austauschbar. KP505V. BSS295. Diode VD1 – eine beliebige der Serien KD521, KD522, KD102. KD103 oder importiertes 1N4148. LEDs – alle kleinen mit einem Linsendurchmesser von 3 mm und ausreichender Helligkeit bei einem Strom von 1 mA. Drosselimport EC24 Induktivität 22...100 mkH. Knopf SB1 – mit Selbstrückführung TS-0403, 5 mm hoch und 1,5 mm Drückerlänge.

Das Aussehen der montierten Platine ist in Abb. dargestellt. 3 und das gesamte Gerät - in Abb. 4. Es verfügt über ein Kunststoffgehäuse mit den Gesamtabmessungen 83 x 38 x 13 mm. Um das Temperaturregime zu erleichtern, sind im Gehäuse Belüftungslöcher angebracht.

Automatischer Batterieentlader
Fig. 3

Automatischer Batterieentlader
Fig. 4

Bei der Einstellung werden die Schwellenwerte für den Betrieb der Komparatoren durch eine Auswahl der Widerstände R5-R7 eingestellt. Der Motor mit variablem Widerstand kann mit einem Zeiger ausgestattet werden und am Gehäuse kann eine Entladestromskala angebracht werden, die mit einem Milliamperemeter kalibriert wird.

Autor: Kelechsaschwili V.

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