Ladegerät für einen kleinen Li-Ionen-Akku. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Integrierte Spannungsstabilisatoren (IVS) mit einstellbarer Ausgangsspannung K142EN3 und K142EN4 verfügen bekanntermaßen über ein eingebautes Schutzsystem gegen Überhitzung und Überstrom und können durch ein externes Signal ein- und ausgeschaltet werden (detaillierte Informationen dazu finden Sie im Artikel). von Yu. Ignatiev „Mikroschaltungen K142EN3 und K142EN4“, veröffentlicht in „Radio“, 1986, Nr. 4-6). Die hohe Stabilität der Ausgangsspannung ermöglicht den Einsatz dieser ICs beispielsweise in Geräten zum Laden kleiner Li-Ionen-Akkus.

Fig. 1

Ein Diagramm einer möglichen Version eines solchen Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Die Mikroschaltung K142EN3 (DA1) ist nach einer Standardschaltung angeschlossen. Der Widerstand R4, der den maximalen Laststrom durch die eingebaute ISN-Schutzeinheit begrenzt, stellt den Ladestrom auf 125 mA ein, bis die Spannung an der Batterie den durch den Teiler R6-R8 eingestellten Wert von 4,2 V erreicht. Dann beginnt der Strom zu steigen sinkt, und wenn er 12,5 mA erreicht, stoppt der Ladevorgang.

Um den Ladevorgang auszuschalten, verwenden Sie den Eingang (Pin 6), um den ISN DA1 ein-/auszuschalten. Sein Zustand wird von einem Knoten auf den Elementen VT1, VD1, R1-R3 gesteuert. Zu Beginn des Ladevorgangs liegt die Spannung am Widerstand R2 im Bereich von 0,75...0,85 V (abhängig vom Typ der Diode VD1) und der Transistor VT1 ist offen. An Pin 6 im Vergleich zu Pin 8 liegt ein niedriger Spannungspegel (ca. -0,7 V), sodass der DA1-Chip eingeschaltet ist und die Batterie G1 geladen wird. Die HL1-LED leuchtet hell. Am Ende des Ladevorgangs, wenn der Strom abnimmt, schließt die Diode VD1 und die Spannung am Emitterübergang des Transistors VT1 wird durch den durch den Widerstand R2 fließenden Ladestrom bestimmt. Wenn er, wie oben erwähnt, auf 12,5 mA sinkt, reicht der Spannungsabfall an diesem Widerstand nicht mehr aus, um den Transistor VT1 im offenen Zustand zu halten, und er schließt. Die über den Widerstand R6 an Pin 1 angelegte Eingangsspannung schaltet die Mikroschaltung DA1 aus und der Ladevorgang stoppt, was durch einen starken Rückgang der Helligkeit der HL1-LED sichtbar wird, bis diese erlischt.

Die Diode VD1 begrenzt den Spannungsabfall am Widerstand R2 während des Ladevorgangs und sorgt so für einen für die Mikroschaltung sicheren negativen Spannungspegel an Pin 6 (relativ zu Pin 8), und VD2 schaltet die LED des geladenen Akkus nach Abschluss des Ladevorgangs aus. Der Kondensator C2 sorgt dafür, dass sich das Gerät einschaltet, wenn Strom angelegt wird.

Die Autorenversion des Geräts ist zum Laden eines kleinen Lithium-Polymer-Akkus LP052030 (von EEMB) mit einer Nennspannung von 3,7 V und einer Kapazität von 0,25 Ah ausgelegt. Aufgrund des geringen Ladestroms war ein Kühlkörper für den K142EN3-Chip nicht erforderlich. Alle Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie platziert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2.

Fig. 2

Widerstände - alle im Verlustleistungsdiagramm angegebenen kleinen Widerstände, Kondensator C3 - Keramik KM, der Rest - importiertes Oxid, Transistor VT1 - jede NPN-Struktur mit geringer Leistung und einem statischen Basisstromübertragungskoeffizienten h_21e nicht weniger als 200. Der DA1-Chip ist auf der Seite der Leiterbahnen verbaut, die restlichen Teile befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite. Das Aussehen der montierten Platine ist in Abb. dargestellt. 3. Um die Leiterbahnen nicht durch wiederholtes Löten zu beschädigen, empfehle ich beim Aufbau, die ausgewählten Widerstände R2, R4 und R8 nicht an die Leiterbahnen, sondern an temporär daran angelötete verzinnte Drahtständer mit einem Durchmesser von 0,5 anzulöten. ..0,8 mm.

Fig. 3

Das Gerät verwendet die Mikroschaltungen K142EN3 und K142EN4 (in einem Metallkeramikgehäuse) mit einem beliebigen Buchstabenindex. Sie können auch KR142EN3, KR142EN4 (im Kunststoffgehäuse) verwenden und dabei die Leiterbahnführung auf der Platine entsprechend ändern.

Der Ladestrom kann auf 1 A erhöht werden. Dazu müssen Sie natürlich den Widerstand der Widerstände R2, R4 reduzieren, die VD1-Diode durch eine leistungsstärkere ersetzen und die Mikroschaltung auf einem Kühlkörper installieren. Um den Einfluss auf die Stabilität der Abschaltschwelle zu verringern, sollte die Diode mit einem maximal zulässigen Strom nahe dem anfänglichen Ladestrom ausgewählt werden.

Als Stromquelle eignet sich jede, die den benötigten Ladestrom bei einer Ausgangsspannung von 9...11 V bereitstellt (ein höherer Wert entspricht einem Ladestrom von 1 A). Die Notwendigkeit, die Eingangsspannung zu erhöhen, ist auf einen Anstieg des Spannungsabfalls am Reglerelement des Stabilisators K142EN3, K142EN4 zurückzuführen. Bei Verwendung einer Quelle auf Basis eines Abwärtstransformators und einer Gleichrichterbrücke ist es erforderlich, an ihrem Ausgang einen Glättungskondensator mit einer Kapazität von 1000...10000 μF und einem Ladestrom von jeweils 0,1.1 A zu installieren.

Richten Sie das Gerät in dieser Reihenfolge ein. Ohne die Batterie anzuschließen, verbinden Sie die Pins 6 und 8 der Mikroschaltung DA1 mit einer Drahtbrücke und stellen durch Anlegen der Versorgungsspannung an den Eingang und Auswahl des Widerstands R8 die Spannung am Kondensator C4 auf 4,2 V ein (zulässige Abweichung - nicht mehr als ±25). mV). Um diesen Vorgang zu erleichtern, können Sie den Widerstand R8 vorübergehend durch einen mitgelieferten Trimmwiderstand (Widerstand 22...33 kOhm) ersetzen. Nachdem Sie mit seiner Hilfe eine Spannung erreicht haben, die nahe an der erforderlichen liegt, messen Sie den Widerstand des in den Stromkreis eingeführten Teils des Widerstands, wählen Sie aus den verfügbaren Festwiderständen mit ähnlichem Widerstand aus und installieren Sie auf der Platine denjenigen, dessen Anschluss die Ausgangsspannung nicht hat über die oben genannten Grenzen hinausgehen. Ich empfehle nicht, einen Trimmwiderstand anstelle eines ausgewählten Konstantwiderstands im Gerät zu belassen, da die Stabilität des Widerstands zwischen dem Motor und dem Widerstandselement bei den meisten verfügbaren Trimmwiderständen nicht ausreicht.

Als nächstes verbinden Sie eine entladene Batterie mit einem in Reihe geschalteten Amperemeter (mit Drähten möglichst geringer Länge!) und einem ausgewählten Widerstand R4 und stellen den Ladestrom auf 0,5 C ein (C ist in unserem Fall die Batteriekapazität - 0,25Ah). Entfernen Sie anschließend das Überbrückungskabel zwischen den Anschlüssen der Mikroschaltung und laden Sie die Batterie auf. Am Ende, wenn der Ladestrom auf 0,05 C absinkt, wird durch Auswahl des Widerstands R2 (durch das scharfe, fast vollständige Erlöschen der HL1-LED) die Mikroschaltung ausgeschaltet.

Autor: S. Glibin

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