Konverter zur Stromversorgung von Haushaltsgeräten

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

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Wie Sie wissen, verfügen Nickel-Cadmium-Akkus (Ni-Cd) über ein „Gedächtnis“: Ohne eine Entladung auf eine Spannung von 1 V können sie keine vollständige Ladung aufnehmen. Daher wird in den fortschrittlichsten Ladegeräten [1,2] jeder dieser Akkus auf die angegebene Spannung vorentladen. Das Entladegerät ist auch die Basis von Batteriekapazitätsmessgeräten [3].

In Abb. 1 zeigt schematisch ein Gerät, das im Automatikbetrieb einen Ni-Cd-Akku mit einer Kapazität von bis zu 2...3 Ah auf eine Spannung UG1 = 1 V entlädt. Über den Widerstand R4 und die Kollektor-Emitter-Strecke des offenen Transistors VT2 wird die Batterie mit STROM Idisp = (UG1 - UK3 us VT2)/R4 (bei einer Batteriespannung von 1,1 V, Uus\l-2 = 0,3 V und) entladen der Widerstandswert des Widerstands R4 beträgt 8,2 Ohm – etwa 100 mA). Falls gewünscht, kann der Entladestrom erhöht werden, indem R4 durch einen Widerstand mit geringerem Widerstandswert (und entsprechend größerer Verlustleistung) ersetzt wird.

Wie Sie sehen, ist die Batteriespannung UG1 an den nichtinvertierenden Eingang des Komparators DA1 angeschlossen und an dessen invertierenden Eingang wird vom Trimmerwiderstand R1 eine Referenzspannung von 6 V angelegt. Solange die Batteriespannung Uo6p um mehr als 40 μV überschreitet (40 μV – Upit/kus – der Bereich des linearen, „Nicht-Komparator“-Betriebsmodus des K554SAZ), ist die Ausgangsspannung des UBblx-Komparators nahezu gleich die Versorgungsspannung (Pin 9 ist mit dem offenen Kollektor seines Ausgangstransistors verbunden, in diesem Modus geschlossen). Am Emitter des Transistors VT1 liegt nahezu die gleiche Spannung an, die einen Strom IbVT2" (UvyX - 2UEB) / R2 = 2 mA in der Basis des Transistors VT4,8 erzeugt, der ausreicht, um ihn im tiefen Sättigungsmodus zu halten.

Wenn die Batteriespannung auf einen Wert (UG1 + 40 µV) < Uo6p sinkt, ändert sich die Situation dramatisch: Uout nähert sich 0, die Transistoren VT1 und VT2 schließen und die Entladung der Batterie G1 stoppt. Der geöffnete Transistor VT3 schaltet die LED HL1 ein (Entladeendesignal) und der Widerstand R6 empfängt die Vorspannung UR10-R10(Upit-UK3KacVT3-UHL1)/R9-0,08B. Somit organisiert die eingeführte positive Rückkopplung einen Hysterese-Betriebsmodus des Komparators, der dessen häufiges Umschalten verhindert. Natürlich kann UR10 kleiner sein (dazu genügt es, den Widerstandswert des Widerstands R10 zu reduzieren). Anstelle der im Diagramm angegebenen KT3102EM (VT1) und KT3107D (VT3) kann das Gerät auch andere Low-Power-Transistoren der entsprechenden Struktur mit einem statischen Stromübertragungskoeffizienten h21e ≥ 50 verwenden. Die Anforderungen für den Transistor VT2 sind etwas strenger: Bei h21e ≥ 50...100 darf die Spannungssättigung Uke us nicht mehr als 0,2...0,3 V betragen. Bei einer Erhöhung des Entladestroms kann es erforderlich sein, den Widerstandswert des Widerstands R2 geringfügig zu verringern. Wir können die AL307KM LED durch jede andere ersetzen.

Die Leiterplatte des Gerätes (Abb. 2) besteht aus doppelseitiger Glasfaserfolie. Die Folie an der Seite der Teile wird als gemeinsamer Draht verwendet; die Stellen, an denen die Teile und Drähte daran angelötet werden, sind als schwarze Quadrate dargestellt (vor dem Einbau werden die Pins 2 und 6 der DA1-Mikroschaltung im rechten Winkel gebogen). . Um Kurzschlüsse zu vermeiden, muss die Folie in unmittelbarer Nähe der Löcher für die Leitungen von Teilen, die nicht mit dem gemeinsamen Draht verbunden werden sollen, entfernt werden (dies kann entweder durch Ätzen oder durch Senken der Lochränder nach dem Ätzen erfolgen). ).

Beim Einrichten eines ordnungsgemäß zusammengebauten Geräts kommt es darauf an, die erforderliche Referenzspannung an Pin 4 von DA1 einzustellen. Dies geht am bequemsten mit einem digitalen Voltmeter (Sie benötigen sowohl dessen Genauigkeit als auch einen hohen Eingangswiderstand): Indem Sie das Voltmeter an den Schieber des Trimmwiderstands R6 anschließen, stellen Sie 0rev = 1 V + UR10 ein, wenn die HL1-LED leuchtet oder Uo6p = 1 V, wenn es nicht eingeschaltet ist. Sie können auch ein normales Voltmeter verwenden und damit die Spannung an der entladenen Batterie überwachen: Bei UG1 = 1 V wird der Schieber des Widerstands R6 (laut Diagramm in der oberen Position vorinstalliert) langsam gedreht, bis die LED leuchtet schaltet sich ein und bleibt in dieser Position.

Der Entladevorgang des Akkus kann bereits beim ersten Einschalten der HL1-LED als abgeschlossen betrachtet werden (die Spannung am Akku ohne Last wird teilweise wiederhergestellt, jedoch nur bis zu einem Wert von 1 V + UR10, danach erfolgt der Entladekreis wieder eingeschaltet wird). Ständiges Leuchten von HL1 zeigt an, dass die Batterie-EMF 1 V + UR10 nicht überschreitet.

Der Akku entlädt sich, insbesondere im erzwungenen Modus, recht schnell. Daher können alle Elemente der Batterie (in modernen Geräten sind es normalerweise nicht mehr als drei oder vier) nacheinander und ohne großen Zeitverlust entladen werden.

Literatur

1. Shamis V. Ladegerät. - Radio, 1992, Nr. 10, p. 18, 19.
2. Demenev M. Koroleaa I. „Intelligentes“ Ladegerät. – Radio, 2002, Nr. 1, S. 38, 39, 42.
3. Stepenov B. Batteriekapazitätsmesser. - Radio, 2002, Nr. 7, p. 38, 39.

Autor: Yu.Vinogradov, Moskau

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