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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Batterieladebegrenzungsanzeige. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Beim gleichzeitigen Laden mehrerer in Reihe geschalteter Ni-Cd- oder Ni-Mh-Akkus der Größe AA oder AAA kommt es häufig vor, dass einige von ihnen noch nicht geladen sind, während andere bereits aufgeladen werden. Dies liegt daran, dass die tatsächliche Kapazität der Akkus, insbesondere wenn sie nicht „zuerst frisch“ sind, deutlich von der Nennkapazität abweichen kann und beim Laden mit dem gleichen Strom manche schneller laden als andere. Um diese Situation zu beseitigen, können Sie eine Begrenzungsanzeige montieren, die parallel zu jeder Batterie angeschlossen ist. Das Gerät ist für den Einbau in einfache Ladegeräte vorgesehen, bei denen der Ladevorgang mit einem stabilen Strom erfolgt und keine Kontrolle über die Spannung jedes Akkus oder die Ladezeit besteht. Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Es handelt sich um einen mit einer LED beladenen Aufwärtsspannungswandler, der auf einer speziellen Mikroschaltung NCP1400ASN33T1 (NCP1400ASN50T1) montiert ist. Der parallel zur Ladebatterie G1 geschaltete Begrenzerindikator verbraucht praktisch keinen Strom, solange die Batteriespannung weniger als 1,42 V beträgt. Daher geht der gesamte Ladestrom „zur Arbeit“, d. h. er lädt die Batterie. Wenn die Spannung den oben genannten Wert überschreitet, schaltet sich der Wandler ein, der von ihm aufgenommene Strom steigt und der Ladestrom sinkt deutlich bis auf Null. Die LED beginnt zu leuchten und signalisiert damit das Ende des Akkuladevorgangs.
Die Zenerdiode VD1 schützt den Wandler vor erhöhter Spannung, die auftreten kann, wenn die Batterie nicht eingelegt ist, defekt ist oder durch schlechten Kontakt in der Halterung verursacht wird. Der Wandler schaltet sich ein, wenn die Spannung am Steuereingang CE 0,5...0,6 V überschreitet. Sie wird diesem Eingang über die Dioden VD2 und VD3 zugeführt und ihr Wert ist um den Spannungsabfall über ihnen geringer. Der Strom durch diese Dioden und damit die Spannung an ihnen wird durch den Widerstand R1 eingestellt, und durch seine Auswahl können Sie den Schwellenwert für das Einschalten des Spannungswandlers festlegen. In diesem Fall wird die Schwellenspannung auf 1,42 V eingestellt. Der vom Konverter aufgenommene Strom ist 2,5...3 mal höher als der durch die LED fließende Strom. Wenn Sie eine weiße LED mit einer Spannung von 3,3 V verwenden, hängt der durch sie fließende Strom hauptsächlich von ihrem Typ ab und muss möglicherweise ausgewählt werden. Zieht die LED beispielsweise einen Strom von 20 mA, verbraucht der Konverter einen Strom von etwa 50 mA. Um diesen Wert verringert sich der Ladestrom nach dem Einschalten des Konverters. Um die gewünschte Stromaufnahme einzustellen, müssen Sie eine grüne oder gelbe LED verwenden, indem Sie den Widerstand R2 in Reihe schalten. Durch die Auswahl dieses Widerstands wird der vom gesamten Wandler verbrauchte Strom bestimmt. Sie können eine rote LED verwenden, müssen jedoch zunächst prüfen, dass diese bei einer Spannung von 1,4 V nicht leuchtet; einige Exemplare sind dazu in der Lage. Wenn Sie für die Oberflächenmontage kleine Elemente verwenden, wird die Leiterplatte des Geräts klein. Seine Zeichnung ist in Abb. dargestellt. 2. Es ist zweiseitig. Durch Löcher in der Platine werden die Kontaktpads auf beiden Seiten miteinander verbunden. Auf der einen Seite sind LED, Kondensator und Widerstand R2 verbaut, auf der anderen Seite die restlichen Elemente. CDLL4148-Dioden können durch Ausgangsdioden der Serien KD521 und KD522 ersetzt werden. Zenerdiode - Low Power für Stabilisierungsspannung 3...3,3 V. Widerstände und Kondensator - zur Aufputzmontage, Größe 0805 oder 1206. Die Drossel muss für einen Strom von 200...250 mA ausgelegt sein, Drosseln sind geeignet - LQY4N , LQN4N, SDR0703 oder Ausgangsserie EC24. Die LED kann von beliebiger Art sein, und da der durch sie fließende Strom recht groß ist, ist die Verwendung einer LED mit erhöhter Helligkeit nicht erforderlich.
Die Platzierung der Elemente auf der Platine ist in Abb. dargestellt. 3. Auf der Seite, auf der die LED installiert ist, wird ein zusätzlicher Widerstand R2 installiert, nachdem zuvor ein Schnitt in die Leiterbahn gemacht wurde. Der Abschnitt und der Widerstand R2 sind in Abb. hervorgehoben. 3 in Rot. Das Aussehen des Geräts ist in Abb. dargestellt. 4.
Es ist praktisch, einen solchen Begrenzungsindikator in ein Ladegerät mit einem Ladestrom von 60...80 mA einzubauen (für Akkus mit einer Kapazität von bis zu 800 mAh). In diesem Fall wird der Akku nach dem Einschalten der LED mit einem Vielfach weniger Strom weitergeladen. Um den vom Konverter aufgenommenen Strom zu erhöhen, müssen an seinem Ausgang zwei oder drei LEDs mit jeweils einem eigenen Widerstand installiert werden. Wenn der Ladestrom im Ladegerät 150...200 mA beträgt (für Akkus mit einer Kapazität von bis zu 1,5.2 Ah), sollten Sie eine Mikroschaltung mit einer Ausgangsspannung von 5 V (NCP1400ASN50T1) verwenden und eine Strombegrenzung installieren Widerstand in Reihe mit der LED (alle Änderungen für diesen Fall sind in Abb. 1 rot hervorgehoben). Durch Auswahl dieses Widerstandes können Sie den gewünschten LED-Strom einstellen. In diesem Fall ist der vom Wandler aufgenommene Strom etwa viermal höher. Möglicherweise müssen Sie eine leistungsstärkere LED verwenden oder eine oder zwei weitere LEDs parallel installieren, jede mit ihrem eigenen Strombegrenzungswiderstand. Es ist zu beachten, dass der Stromimpuls durch die Induktivität 400 mA erreichen kann und daher für diesen Strom ausgelegt sein muss. Es ist zu beachten, dass die Ausschaltspannung des Konverters ca. 0,1 V niedriger ist als die Einschaltspannung. Wenn die Batterie nach dem Einschalten des Konverters leicht entladen ist, schaltet sich der Konverter ab und der Ladevorgang wird fortgesetzt. Bei der Einrichtung kommt es auf die Auswahl der Widerstände an. Dem Gerät wird eine Spannung von 1,42 V zugeführt und durch Auswahl des Widerstands R1 wird der Wandler eingeschaltet. Der Widerstandswert dieses Widerstands sollte nicht mehr als 200 kOhm betragen. Wenn er höher ist, müssen Sie andere Dioden VD2 und VD3 auswählen. Die Schaltschwelle wird mehrmals kontrolliert, indem eine Spannung von 1,2 V an den Wandler angelegt und stufenweise auf 1,5 V erhöht wird. Bei Bedarf wird die Anpassung wiederholt. Wie der vom Wandler verbrauchte Strom geändert werden kann, wurde oben erläutert. Autor: I. Nechaev
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