Exponentielles Ladegerät für kleine Batterien. Schema, Beschreibung

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Exponentielles Ladegerät für kleine Batterien. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Das vorgeschlagene Ladegerät für kleine Batterien (NiCd und ähnliche) führt eine Ladung mit einer Stromänderung in abnehmender exponentieller Weise durch. Dies ermöglicht Ihnen eine möglichst vollständige Ladung und verlängert dadurch die Batterielebensdauer.

Um die exponentielle Natur des Ladevorgangs zu erklären, verwenden wir ein Ersatzschaltbild (Abb. 1).

Exponentielles Ladegerät für kleine Batterien

Verbinden wir den Kondensator C in Reihe mit dem Widerstand R mit einer Konstantspannungsquelle Uin. Wir gehen davon aus, dass der Kondensator im ersten Moment vollständig entladen ist. Dann lädt sich der Kondensator über den Widerstand R allmählich auf den Wert Uin auf und die Spannung am Widerstand R ändert sich gemäß der in Abb. 2 gezeigten Kurve.

Exponentielles Ladegerät für kleine Batterien

Der Schaltplan eines Ladegeräts, das das beschriebene Prinzip umsetzt, ist in Abb. 3 dargestellt.

Exponentielles Ladegerät für kleine Batterien

Der Akku G1 ist über eine Pufferstufe am Feldeffekttransistor VT1, der einen hohen Eingangswiderstand aufweist und den Kondensator nicht belastet, mit dem Stromeinstellkondensator C1 verbunden. Der Widerstand R1 stellt den anfänglichen Ladestrom ein. Kondensator C1 und Widerstand R5 sind Zeitglieder. Der Widerstand R4 begrenzt den zufälligen Kurzschlussstrom der Batterie.

Zur Steuerung des Ladevorgangs dienen die Geräte PA1 und PV1. Nach dem Einlegen des Akkus in das Ladegerät (Kippschalter SA3 ist geöffnet und es liegt keine Versorgungsspannung an) wird dessen Anfangsspannung mit PV1 gemessen. NiCd-Akkus haben einen „Memory-Effekt“, daher sollten sie vor dem Laden auf ca. 1 V entladen werden. Dazu wird der Kippschalter SA2 geschlossen und die Spannung am Akku mit dem PV1-Gerät überwacht. Nachdem G1 1 V erreicht hat, öffnet SA2 und SA3 schließt.

Mit Widerstand R1 und geschlossenem Kippschalter SA1 wird der anfängliche Ladestrom auf (0,3...0,5) C eingestellt (C ist die Nennkapazität der Batterie). In diesem Modus wird G1 3...4 Stunden lang aufgeladen. Anschließend öffnet sich der Kippschalter SA1 und der weitere Ladevorgang erfolgt im Exponentialmodus. Der Akku lädt sich nicht auf, sodass Sie ihn bedenkenlos über längere Zeit, beispielsweise über Nacht, im Ladegerät belassen können.

Widerstand R5 und Kapazität C1 werden so gewählt, dass die Zeitkonstante T der Exponentialschaltung beträgt:

T=С1R5=20...000 (s).

In Stunden ausgedrückt sind das 5...6 Stunden. Bei dem beschriebenen Gerät ist die Kapazität des Kondensators mit 4700 μF gewählt, und der Widerstandswert beträgt 5,1 MOhm. Da der Eingangswiderstand des Feldeffekttransistors VT1 sehr hoch ist, kann der Widerstand von R5 bis zu 10...15 erreichen. MOhm

Die Stromquelle für das Ladegerät muss eine Ausgangsleistung von mindestens 10 W bei einer Spannung von 9 V haben. Die Installation eines Siebkondensators nach dem Gleichrichter ist nicht erforderlich.

Autoren: A.Partin, L.Partin, Jekaterinburg

Siehe andere Artikel Abschnitt Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen.

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