Automatisches Batterieladegerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Mit dem entwickelten automatischen Ladegerät (ACU) können Sie kleine und fingerförmige Akkus von MP3-Playern laden. Digitalkameras, Taschenlampen usw. aus dem Netzwerk. Durch seinen Einsatz ist es möglich, mehrere Ladegeräte überflüssig zu machen und die Akkus vollständig zu entladen, um den „Memory-Effekt“ zu beseitigen, den weit verbreitete Nickel-Cadmium-Akkus (Ni-Cd) aufweisen. Das Batterieladegerät ist durch das RF-Gebrauchsmuster Nr. 49900 vom 04.08.2006 umgesetzt. Der Prototyp dafür war das Ladegerät von [1].

Die Hauptmerkmale des automatischen Ladegeräts werden durch die Verwendung des integrierten Schaltkreises TL431 (einstellbare Zenerdiode) und die Verwendung eines Wechselstromgenerators auf Basis eines reaktiven Elements (in dieser Version ein Kondensator) bereitgestellt. Das automatische Ladegerät ermöglicht das Laden von AA- und AA-Batterien der Größe AA mit einem stabilen Strom von 155 mA aus dem Stromnetz (220 8 Hz). Der Einsatz ist auch bei niedrigeren Netzspannungen mit proportionaler Reduzierung des Ladestroms möglich. Die Stabilität des Ladestroms wird vollständig durch die Stabilität der AC-Versorgungsspannung in Abb. 50 bestimmt. Zu Beginn des Ladevorgangs des Akkus leuchtet die Signal-LED, bevor der Ladevorgang abgeschlossen ist, beginnt sie zu blinken und erlischt dann vollständig. Das Ladegerät sorgt für eine automatische Reduzierung des Ladestroms (mindestens um eine Größenordnung), wenn die EMF eines geladenen Akkus erreicht ist, und eine Leuchtanzeige für diesen Modus.

Im Offline-Modus (ohne Verbindung zum Netzwerk) wird der Akku automatisch auf eine Spannung von ca. 0,6 V entladen, wobei der Vorgang durch eine Leuchtanzeige angezeigt wird. Bei einem vollgeladenen Akku beginnt diese Entladung mit einem Strom von ca. 200 mA.

Das Entladen der gesamten Batteriebatterie ist irrational, weil... kann durch die Nichtidentität der einzelnen Batterien verschärft werden.

Das Gerät enthält:

• Strombegrenzungskondensatoren C1. C2;
• Schutzwiderstände R1, R2;
• Brückengleichrichter VD1;
• Steuer- und Anzeigeschaltkreise C3, R3. HL1, R4, R5, VD3, DA1, VS1, VT1;
• Entkopplungsdiode VD2;
• Ladeschaltung R6. R7| C4, G81;
• Entladekreis K1. R8. HL2. SB1. GB1. AZU funktioniert wie folgt.

Die Kondensatoren C1 und C2 für Wechselstrom sind Ballastdrosseln und liefern daher einen Strom von ca. 155 mA. Um die Kondensatoren nach dem Ausschalten des Geräts zu entladen, wird der Widerstand R1 verwendet, der die Kondensatoren überbrückt. Der Widerstand R2 begrenzt die Amplitude des Anlaufstroms beim Einschalten des Ladegeräts und dient als eine Art Sicherung bei einem möglichen elektrischen Ausfall der Kondensatoren C1 oder C2. Die Diodenbrücke VD1 richtet den Wechselstrom gleich.

Die Ladeschaltung ist in Abb. 1 dargestellt.

Das Hauptglied in der Steuerkette ist die gesteuerte Zenerdiode DA1-Mikroschaltung. Es „öffnet“ bei einer stabilen Spannung von 2,5 V am Steuereingang 1 und stellt so sicher, dass der Triac VS1 eingeschaltet ist. Die Steuerspannung für DA1 wird aus der Batteriespannung G81 am Widerstandsteiler R1-R2 gewonnen. Der Teiler ist zum Laden einer Batterie aus zwei AA-Batterien konfiguriert. Der Kondensator C4 filtert die Spannung im Ladekreis und begrenzt sie bei transienten Ladevorgängen der Kondensatoren C1, C2 (z. B. wenn das Ladegerät ohne Last eingeschaltet wird).

Wenn VS1 öffnet, wird der gesamte Batterieladestrom durch ihn geschlossen, die Entkopplungsdiode VD2 schließt und die vom Ladegerät aus dem Netzwerk aufgenommene Leistung wird reduziert. Die HL1-LED des Anzeigekreises leuchtet nicht und zeigt damit an, dass die Batterien geladen sind. Diese Vorgänge wiederholen sich in jedem Halbzyklus der Versorgungsspannung. Um die Blitze der HL1-LED zu Beginn der Halbzyklen zu löschen, wird daher ein Tiefpassfilter R3-C3 verwendet. Die Spannung an C3 hat keine Zeit, die Spannung der LED zu erreichen, und nachdem DA1 ausgelöst wurde, schaltet sich der Transistor VT1 ein und entlädt den Kondensator C3. Die Zenerdiode VD3 schützt vor Überspannung am Eingang des Ladekreises (Begrenzung der Spannung auf 9 V), beispielsweise bei einer Fehlfunktion von DA1.

Mit der Entladeschaltung können Sie Ni-Cd-Akkus vollständig entladen und in manchen Fällen sogar wiederherstellen, sodass deren Betrieb ohne Kapazitätsverlust aufgrund des „Memory-Effekts“ gewährleistet ist [2]. Im selben Artikel wird empfohlen, solche Vorgänge für einzelne Batterien nach etwa 30 Betriebszyklen durchzuführen. Ich stelle fest, dass die derzeit gebräuchlicheren Ni-MH-Akkus (Nickel-Metallhydrid) ebenfalls einen „Memory-Effekt“ haben, allerdings in deutlich geringerem Ausmaß.

Die Entladung erfolgt für eine Batterie. Anstelle der zweiten Batterie wird während der Entladezeit eine kurzgeschlossene Dimensionsattrappe eingebaut. Die SB1-Taste wird gedrückt, die HL2-Lampe wird an die Batterie angeschlossen und das Relais K1 wird aktiviert, dessen Kontakte die Taste sperren. Die Batterie wird entladen. Wenn die Batteriespannung etwa 0,6 V beträgt, öffnet das Relais K1 seine Kontakte und die Batterie wird vom Entladekreis getrennt. Die HL2-Lampe zeigt die Entladung an und hilft außerdem, den Entladestrom zu stabilisieren. Weil Wenn die Spannung abnimmt, sinkt sein Widerstand.

Im Prinzip kann man mit Hilfe eines Ladegeräts statt eines zweiten auch einen komplett entladenen Akku anhand eines Dimensionsmodells aufladen. Dazu ist es notwendig, die Ladezeit t entsprechend der Abhängigkeit: 1=0.011C zu steuern. (Stunde), wobei C die Batteriekapazität (mAh) ist.

Sie müssen beispielsweise einen Akku mit einer Kapazität von 1000 mAh laden. Dazu müssen Sie es über eine ASU für eine Zeit t=220 0,011=1000 (Stunde) an ein 11-V-Netz anschließen. Automatisierung und Anzeige des automatischen Kontrollsystems funktionieren in diesem Fall nicht.

Das Ladegerät ist im Gehäuse des Ladegeräts des Samsung A300-Mobiltelefons montiert (Abb. 2). Um die thermischen Verhältnisse zu erleichtern, sind in das Gehäuse Löcher mit einem Durchmesser von 3 mm gebohrt. Eine Standard-Batteriekassette für zwei AA-Batterien (zur Aufnahme des Entladekreises) ist durch einen Eckeinsatz an einer Seite des Gehäuses festgeklebt. Anstelle der alten wird eine neue Baugruppe mit Funkkomponenten verbaut und ein vorgefertigtes Loch (1 mm Durchmesser) im Gehäuse für die HL3-LED genutzt. Die Platine für dieses Gerät besteht aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Vinylkunststoff. Die Funkkomponenten sind entweder darauf geklebt oder ihre Anschlüsse sind in die Platine eingeschmolzen. Alle Klebeverbindungen im Ladegerät werden mit 88HT-Kleber hergestellt. Installation - montiert.

Das selbstgebaute Relais K1 basiert auf dem Reed-Schalter KEM-2 (ausgelöst bei 15 A-Umdrehung). Auf den Reedschalterkörper wird ein Polyvinylchloridrohr aufgesetzt, dessen gesamte Länge mit einer Wicklung von 1 Windungen mit PEL-00,12-Draht 200 mm umwickelt ist. Der Widerstand R8 (Abb. 1) wählt die Freigabespannung des Relais K1 im Bereich von 0,6...1 V.

Das Ladegerät verwendet Widerstände vom Typ MPT-0,125 (R1. R2 - MLT-0,25). Folienkondensatoren K73-17 für 250 V (C1. C2). importierte Oxidkondensatoren 10 V (C3, C4), grundlose Miniatur-Glühlampe 3 V/0,1 A und eine leuchtend rote LED mit einem Durchmesser von 3 mm. Das Gerät kann fast alle Silizium-Transistoren mit geringer Leistung für den allgemeinen Gebrauch verwenden.

Da ich keinen vom Anoden-pn-Übergang gesteuerten Thyristor finden konnte, habe ich einen Motorola-Triac (VS1) verwendet. Es kann erfolgreich durch ein Transistoräquivalent ersetzt werden (Abb. 3). Der Ersatz wurde experimentell verifiziert.

Ein korrekt aus funktionsfähigen Funkkomponenten zusammengesetztes Ladegerät erfordert lediglich die Einstellung der Ansprechspannung DA1 über den Widerstand R6. Der Widerstand wird vom positiven Bus getrennt und eine konstante Spannung von 2.9 V wird von einer separaten Quelle an den Teiler R6-R7 geliefert (Abb. 1). Bei eingebauter Batterie wird das Ladegerät an das Netzwerk angeschlossen und der Widerstand R6 so gewählt, dass die Mikroschaltung DA1 zu arbeiten beginnt (überwacht durch das Leuchten der HL1-LED oder mit einem Oszilloskop). Danach wird R6 angebracht und die Struktur endgültig zusammengebaut.

Elemente C3. R4. VD3 und VT1 können aus dem Stromkreis entfernt werden, ohne die elektrischen Eigenschaften des Ladegeräts zu verändern. Weil Sie erhöhen lediglich die Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit (und sorgen für eine bessere Signalisierung des Endes des Batterieladevorgangs). Es ist möglich, den Kondensator C2 auszuschließen. Dadurch wird der Ladestrom etwas reduziert.

Dies ist ein universelles Ladegerät. Meine Version des Ladegeräts ist seit mehr als einem Jahr erfolgreich im Einsatz, auch als Telefonladegerät. Zu diesem Zweck werden darin die notwendigen Schaltkreise eingebracht. Zum Laden kleinerer Akkus der Größe AAA werden einfache Adapter verwendet, um sicherzustellen, dass sie im Ladegerät Kontakt haben. Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, ein kurzgeschlossenes AA-Batteriemodell erforderlich, um mit einer Batterie zu arbeiten.

Achtung! Die Stromkreise des Ladegeräts sind an ein 220-V-Netz angeschlossen! Vermeiden Sie beim Einsatz des Ladegeräts die Berührung spannungsführender Stromkreise!

Literatur

1. S. Biryukov. Ladegerät mit „einstellbarer“ Zenerdiode. - Radio. 2003. Nr. 3. S.57.
2. B. Stepanov. Lassen Sie uns die "Lebensdauer" von Ni-Cd-Akkus verlängern. - Radio, 2006. Nr. 5.

Autor: V.Gustkov, Samara

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