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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Automatisches Ladegerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen Um die Batterielebensdauer von Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Batterien zu verlängern, wird empfohlen, die Batterie vor jedem Ladevorgang zu entladen. Ohne ein spezielles Gerät ist dies umständlich und die Vernachlässigung der Entladung kann zum Auftreten des „Memory“-Effekts führen. Das unten beschriebene Ladegerät führt automatisch sowohl die Entlade- als auch die Ladefunktion aus. Das Ladegerät dient zum Laden von Batterien, die aus 7–10 versiegelten Alkalibatterien bestehen, in einem Modus, der dem auf dem Batterieetikett angegebenen Modus nahe kommt. Der Hersteller garantiert die Lebensdauer des Akkus (Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen) und die Erhaltung seiner Nennkapazität unter den folgenden Betriebsbedingungen: Entladen auf eine Endspannung von mindestens 1 V und Laden mit einem Zehntel des Nennstroms Kapazität in Amperestunden für 15 Stunden Bei dem vorgeschlagenen Gerät erfolgt die Entladung auf eine Endspannung entsprechend 1,05 V für jede Batteriezelle. Der Ladestrom beträgt 0,8 nominell, die Ladezeit beträgt ca. 17 Stunden, die Kapazität der Akkus liegt zwischen 0,1 und 1 Ah. Das Diagramm des Geräts ist in der Abbildung dargestellt. Die Bedienung des Geräts ist sehr einfach: Schließen Sie einfach den Akku an die Klemmen X1, X2 an, schalten Sie den Kippschalter SA1 „Netzwerk“ ein und drücken Sie die Taste SB1 „Start“. Bei Unterbrechung der Stromversorgung geht das Gerät in den Standby-Modus und bei Wiederkehr der Netzspannung läuft der Vorgang weiter
Die Batterie wird durch einen Stabilstromgenerator auf die Endspannung entladen, bei der die EMK der „schwächsten“ Batterie auf 1,05 V absinkt. Bei Erreichen der Endspannung wird der Stabilstromgenerator in Reihe mit der Batterie an die Stromversorgung geschaltet Quelle, die Ladestrom liefert. Gleichzeitig wird ein Timer gestartet, der den Ladevorgang nach 17 Stunden und 4 Minuten stoppt. Das Ladegerät wird mit 220 V Wechselstrom betrieben. Die Stromversorgung erfolgt über einen Vollweggleichrichter VD1 mit Löschkondensatoren C1, C2, C3 und einem Strombegrenzungswiderstand R1. Die durch die Kondensatoren C4 und C5 geglättete Spannung wird den in Reihe geschalteten Zenerdioden VD2 und VD4 mit einer Stabilisierungsspannung von 10 V zugeführt. Die erste Spannung dient zur Versorgung des Hauptteils des Geräts und die zweite zur Versorgung des Stromgenerators im Batterielademodus. Stromgenerator - parametrisch. Es besteht aus den Transistoren VT5, VT6, LED HL2 und den Widerständen R17, R18. Der Transistor VT5 stellt den Strom durch die HL2-LED ein, die neben der Anzeige des Stroms durch die Batterie auch die Funktion eines Niederspannungsstabilisators übernimmt. Der Transistor VT6 ist gemäß der Emitterfolgerschaltung angeschlossen. Der erforderliche Strom wird mit einem Abstimmwiderstand R17 eingestellt. Nachdem die Relais K1 und K2 aktiviert sind, wird der Stromgenerator parallel zur Batterie geschaltet und entlädt diese. Wenn die Relaiswicklungen stromlos sind, wird der Stromgenerator in Reihe mit der Batterie an die Stromquelle angeschlossen – das ist so Aufladen. Chip DD2 arbeitet gleichzeitig als Quarzoszillator mit einer Frequenz von 32768 Hz und als Frequenzteiler. Am Ausgang S2 der Mikroschaltung beträgt die Frequenz 2 Hz, am Ausgang M - 1/60 Hz. Das Gerät funktioniert wie folgt. Schließen Sie die Batterie an die Klemmen X1 und X2 an. Schalten Sie den Kippschalter SA1 ein und drücken Sie die Taste SB 1 „Start“. Wenn die rechten Kontakte der Taste geschlossen sind, wird die Spannung an den Stromkreis C13R21 und dann an den Eingang R des Auslösers DD3.2 angelegt. An seinem invertierten Ausgang liegt ein High-Pegel an. Außerdem wird über die Diode VD6 ein hoher Pegel an die Schaltung C8R6 und den Eingang R des Zählers DD1 angelegt, wodurch dieser in den Nullzustand versetzt wird. Wenn die linke Kontaktgruppe der SB1-Taste geschlossen ist, fließt Strom durch die Relaiswicklungen K1 und K2, die Relais werden aktiviert (Kontakte 2 und 3 schließen) und der Stromgenerator wird parallel zur Batterie geschaltet. Der Entladevorgang der Batterie beginnt, was durch das Leuchten der HL3-LED angezeigt wird. Der Spannungswert am Motor des Widerstands R15 ist mehr als nötig, um den Emitterübergang des Transistors VT4 und die als A verwendete HL4-LED direkt vorzuspannen Niederspannungsstabilisator. Der Transistor VT4 ist offen, sein Kollektor und der Eingang D des Triggers DD3.1 sind niedrig. Taktimpulse mit einer Frequenz von 2 Hz werden dem Eingang C des DD3.1-Triggers zugeführt und versetzen ihn in einen Zustand, in dem der direkte Ausgang niedrig und der inverse Ausgang hoch ist. Dieser hohe Pegel gelangt über die Diode VD7 zum Eingang R des Zählers DD1 und zur Basis des Verbundtransistors VT7VT8 und öffnet diesen. Der Strom durch die offenen Transistoren und Wicklungen des K1-K2-Relais hält die Kontakte dieser Relais im ausgelösten Zustand, in dem der Stromgenerator parallel zur Batterie geschaltet ist und diese entlädt. Wenn sich die Batterie entlädt, reicht die Spannung am Motor des Widerstands R15 nicht mehr aus, um den Transistor VT4 offen zu halten. Er schließt und an seinem Kollektor und Eingang D des Triggers DD3.1 erscheint ein hoher Pegel. Mit dem Eintreffen des nächsten Taktimpulses am Eingang C des Triggers DD3.1 erscheint an seinem inversen Ausgang ein niedriger Pegel und am direkten Ausgang ein hoher Pegel. Der Verbundtransistor VT7VT8 schließt, die Relaiswicklungen K1 und K2 werden stromlos, ihre Kontakte kehren in die Position zurück, in der der Stromgenerator zum Laden in Reihe mit der Batterie an eine 25-V-Stromquelle angeschlossen ist. Gleichzeitig erscheint am Eingang R des Zählers DD1 ein Low-Pegel und er beginnt, Impulse mit einer Frequenz von 1/60 Hz zu zählen, die vom Ausgang M des Zählers DD2 zu seinem Eingang C kommen. Ein hoher Pegel vom direkten Ausgang des Triggers DD3.1 wird dem Eingang S des Triggers DD3.2 zugeführt, während die Spannung an seinem invertierten Ausgang Null wird, die Diode VD10 öffnet und der Impulsfluss zum Eingang C von der Trigger DD3.1 stoppt. Der Umrechnungsfaktor des DD1-Zählers beträgt 1024, die Eingangsfrequenz beträgt 1/60 Hz (ein Impuls pro Minute). Beim Eintreffen des 1024. Impulses (nach 17 Stunden 4 Minuten) erscheint am Ausgang 2 des Zählers DD1 ein High-Pegel, der die Transistoren VT2 und VT3 öffnet. Der Verbundtransistor VT3 überbrückt die Stromversorgung und der Ladevorgang stoppt. Allerdings ist nicht das gesamte Gerät stromlos. Der Strom einer geladenen Batterie, gleich 30 μA, beginnt durch die VD5-Diode, den R2-Widerstand und den rückseitig angeschlossenen Emitterübergang des VT1-Transistors zu fließen, der als Niedrigstrom-Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 6,3 fungiert V. Diese Spannung speist die Mikroschaltungen DD1, DD3 und hält sie in einem Zustand, in dem sie sich zum Zeitpunkt der Umgehung der Stromversorgung befanden. Durch die Möglichkeit, Informationen auch bei fehlender Netzspannung zu speichern, können Sie Unterbrechungen des Entlade- und Ladevorgangs aufgrund fehlender Spannung im Versorgungsnetz zulassen. Die VD11-Diode dient zum Schutz des Ladegeräts – wenn der Akku falsch gepolt angeschlossen wird, öffnet die VD11-Diode und die Sicherung FU2 brennt durch. Das Gerät verwendet MBGCH-Kondensatoren (C1-C3) für eine Spannung von 500 V. Die Relais K1 und K2 sind Reed-Schalter RES55A mit Pass RS4.569.600-02. Widerstand R1 - C5-42V, R15, R17 - SPZ-19a. Die Zenerdioden VD2, VD4 und der Transistor VT6 sind auf Duraluminium-Kühlkörpern mit einer Fläche von jeweils 20 cm2 platziert. Die kompakt aufgebaute Platine des Geräts ist in einem Metallgehäuse untergebracht, das es vor starken elektromagnetischen und elektrostatischen Feldern schützt, die Fehlalarme auslösen können. Da das Gerät über eine transformatorlose Netzversorgung verfügt, ist beim Aufbau und Betrieb Vorsicht geboten. Bei der Einrichtung ist es wünschenswert, das Gerät über einen Trenntransformator an das Netzwerk anzuschließen. Das Einrichten des Geräts besteht darin, den erforderlichen Lade- und Entladestrom festzulegen und den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem das Gerät vom Entlademodus in den Lademodus wechselt. Stellen Sie zunächst den Schieberegler des Widerstands R17 gemäß Diagramm auf die niedrigste Position und R15 auf die höchste Position. Schließen Sie eine unvollständig entladene Batterie über ein Milliamperemeter an die Kontakte XI, X2 an und schalten Sie das Gerät im Netzwerk ein. Drücken Sie die „Start“-Taste – die Batterie beginnt sich über den Stromgenerator zu entladen. Der erforderliche Entladestrom wird durch Drehen des Schiebers des Widerstands R17 eingestellt. Schalten Sie das Milliamperemeter aus, schließen Sie den Akku direkt an die Kontakte X1, X2 an und drücken Sie die „Start“-Taste – die Entladung geht weiter. Überwachen Sie regelmäßig die Spannung an jeder Batterie der Batterie. Wenn an einem von ihnen ein Wert von 1,05 V erreicht wird, wird die Entladung durch sanftes Drehen des Schiebers des Widerstands R15 im Stromkreis gestoppt. In diesem Fall wechselt das Gerät in den Lademodus, die HL3-LED erlischt. Der Ausgang des Geräts ist galvanisch mit dem Netzwerk verbunden, wodurch das Anschließen oder Trennen der Batterie nur in der Aus-Position des Kippschalters SA1 möglich ist. Autor: Sh.Gizatullin, Tomsk
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