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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 충전식 손전등의 작은 비밀. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 충전기, 배터리, 갈바니 전지 현재 정전이 자주 발생하므로 아마추어 무선 문헌에서는 지역 전원에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 에너지 집약적은 아니지만 비상 정지 시 매우 유용한 소형 충전식 손전등(AKF)은 0,25개의 밀봉형 니켈-카드뮴 디스크 배터리 D XNUMX를 사용합니다. 이런저런 이유로 ACF가 실패하면 상당한 실망감을 안겨줍니다. 그러나 약간의 독창성을 적용하고 손전등 자체의 설계를 이해하고 기본적인 전기 공학을 알면 수리가 가능하며 작은 친구가 오랫동안 안정적으로 당신을 섬길 것입니다. 회로. 설계 예상대로 2.424.005 R3 충전식 손전등 "Electronics V6-05" 사용 설명서를 공부하면서 시작해 보겠습니다. 불일치는 전기 회로도 (그림 1)와 손전등 디자인을주의 깊게 비교 한 직후에 시작됩니다. 회로에서 플러스는 배터리에서 나오고 마이너스는 HL1 전구에 연결됩니다.
실제로 동축 단자 HL1은 배터리의 플러스에 영구적으로 연결되고 마이너스는 S1을 통해 나사산 소켓에 연결됩니다. 설치 연결을주의 깊게 조사한 결과 HL1이 다이어그램에 따라 연결되지 않았고 커패시터 C1이 그림 1과 같이 VD2 및 VD1에 연결되지 않고 구조의 탄성 접점에 연결되어 마이너스 배터리를 누르는 것을 즉시 알 수 있습니다. , 이는 구조적으로나 기술적으로 편리합니다. C1은 가장 큰 요소이기 때문에 구조적 요소(ACF 하우징 및 배터리 스프링 접점과 구조적으로 결합된 전원 플러그의 핀 중 하나)로 매우 견고하게 장착됩니다. 저항 R2는 커패시터 C1과 직렬로 연결되지 않지만 한쪽 끝은 전원 플러그의 두 번째 핀에 납땜되고 다른 쪽 끝은 홀더 .U1에 납땜됩니다. 이는 [1]의 ACF 체계에서도 고려되지 않았습니다. 나머지 연결은 그림 2에 표시된 다이어그램에 해당합니다.
그러나 매우 분명한 설계 및 기술적 이점을 고려하지 않으면 원칙적으로 그림 1 또는 그림 1에 따라 C2이 어떻게 연결되어 있는지는 중요하지 않습니다. 그건 그렇고, AKF 충전기 회로를 개선하려는 좋은 아이디어로 "추가"요소의 사용을 피할 수 없었습니다. 일반적인 알고리즘을 유지하면서 메모리 회로[1]는 그림 3에 따라 조립함으로써 상당히 단순화될 수 있습니다.
차이점은 그림 1의 다이어그램에 있는 요소 VD2과 VD3입니다. 1은 두 가지 기능을 수행하므로 요소 수를 줄일 수 있습니다. VD1, VD2의 공급 전압의 음의 반파에 대한 제너 다이오드 VD2은 정류기 다이오드 역할을 하며, (두 번째) 기능도 수행되는 비교 회로(CC)에 대한 양의 기준 전압 소스이기도 합니다. VD2로. CC는 다음과 같이 작동합니다. 음극 VD2의 EMF 값이 양극의 전압보다 낮으면 배터리 충전의 일반적인 과정이 발생합니다. 배터리가 충전됨에 따라 배터리의 EMF 값이 증가하고 양극 전압에 도달하면 VD1가 닫히고 충전이 중지됩니다. 기준 전압 VD2(안정화 전압)의 값은 VD3 양단의 순방향 전압 강하 + R3VD1,35 양단의 전압 강하 + 배터리 emf의 합과 같아야 하며 특정 충전 전류 및 특정 요소에 대해 선택됩니다. 완전히 충전된 디스크의 EMF는 2V입니다[XNUMX]. 이 충전 방식을 사용하면 배터리 충전 상태를 나타내는 LED가 프로세스 시작 시 밝게 켜지고, 충전되면서 밝기가 감소하고, 완전 충전에 도달하면 꺼집니다. 작동 중에 충전 전류와 VD3의 글로우 시간(시간)의 곱이 이론 용량 값보다 훨씬 작은 것으로 확인되면 이는 VD2의 비교기가 올바르게 작동하지 않는다는 의미는 아니지만 이상의 디스크 용량이 부족합니다. Условия эксплуатации 이제 배터리의 충전 및 방전을 분석해 보겠습니다. 사양(12MO.081.045)에 따르면 220V 전압에서 완전히 방전된 배터리의 충전 시간은 20시간입니다. 용량 확산과 공급 전압 변동을 고려한 C1 = 0,5μF에서의 충전 전류는, 이는 권장 사항 [25]에 해당하는 약 28-2mA이며 권장 방전 전류는 충전 전류의 두 배입니다. 50 엄마. 완전한 충전-방전 주기 수는 392입니다. 실제 ACF 설계에서 방전은 표준 3,5V x 0,15A 전구(디스크 XNUMX개 포함)에서 수행됩니다. 비록 밝기가 증가하지만 다음과 같은 이유 때문이기도 합니다. 사양에서 권장하는 수준을 초과하여 배터리 전류가 증가하면 배터리의 서비스 수명에 부정적인 영향을 미치므로 이러한 교체는 거의 권장되지 않습니다. 하우징 내부의 압력이 증가하고 정제 패키지 활성 물질과 신체의 마이너스 부분 사이의 디스크 스프링에 의한 내부 접촉이 저하됩니다. 이는 또한 씰을 통해 전해질이 방출되어 디스크 자체 사이와 디스크와 AKF 구조의 금속 요소 사이 모두에서 부식 및 관련 접촉 저하를 유발합니다. 또한, 누수로 인해 전해액에서 물이 증발하게 되어 디스크와 배터리 전체의 내부 저항이 증가하게 됩니다. 이러한 디스크를 추가로 작동하면 전해질이 부분적으로 결정성 KOH로, 부분적으로 칼륨 K2CO3로 변환되어 완전히 작동하지 않습니다. 이러한 이유로 충방전 문제에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 실제 수리 그래서 배터리 2개 중 하나가 고장났습니다. Avometer를 사용하여 상태를 평가할 수 있습니다. 이를 위해(적절한 극성에서) 2,5~XNUMXA 범위의 직류를 측정하도록 설정된 아보미터 프로브를 사용하여 각 디스크를 잠시 단락시킵니다. 새로 충전된 양호한 디스크의 경우 단락 전류는 2-3A 이내여야 합니다. ACF를 수리할 때 두 가지 논리적 옵션이 발생할 수 있습니다. 1) 예비 디스크가 없습니다. 2) 예비 디스크가 있습니다. 첫 번째 경우에는 이 솔루션이 가장 간단합니다. 사용할 수 없는 세 번째 디스크 대신 KT802 유형의 사용할 수 없는 트랜지스터의 구리 본체에서 와셔가 설치되며, 이는 또한 대부분의 AKF 설계에 크기가 잘 맞습니다. 와셔를 만들려면 트랜지스터 전극의 단자를 제거하고 구리가 나타날 때까지 코팅에서 가는 줄로 양쪽 끝을 청소한 다음 평평한 평면에 놓인 세밀한 샌딩 페이퍼로 연삭한 후 다음과 같이 연마합니다. GOI 페이스트를 도포한 펠트 조각에 빛을 발합니다. 이러한 모든 작업은 접촉 저항이 연소 시간에 미치는 영향을 줄이기 위해 필요합니다. 디스크의 접촉 끝 부분에도 동일하게 적용되며, 작동 중에 어두운 표면을 동일한 이유로 샌딩하는 것이 바람직합니다. 하나의 디스크를 제거하면 HL1 글로우의 밝기가 감소하므로 2,5A의 0,15V 전구가 AKF에 설치되거나 더 나은 경우 2,5A의 0,068V 전구가 설치됩니다. 전류 방전을 줄여 사양에서 권장하는 수준에 더 가깝게 만들 수 있으며 이는 배터리 디스크의 수명에 유익한 영향을 미칩니다. 디스크 고장의 수정 가능한 원인에 대한 실제 분해 및 분석을 통해 고장의 원인이 디스크 스프링의 파손인 경우가 종종 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 사용할 수 없는 디스크를 서두르지 말고 운이 좋으면 좀 더 작동하게 만들 수 있습니다. 이 작업에는 충분한 정확성과 특정 배관 기술이 필요합니다. 이를 수행하려면 작은 벤치 바이스, 직경 약 10mm의 볼 베어링 볼, 두께 3-4mm의 매끄러운 강철판이 필요합니다. 플레이트는 턱과 신체의 양극 부분 사이에 1mm 두께의 전기 판지 개스킷을 통해 배치되고, 공은 두 번째 턱과 신체의 음극 부분 사이에 위치하여 공의 방향이 대략 중앙에 배치됩니다. 전기 판지 개스킷은 디스크의 단락을 제거하도록 설계되었으며 플레이트는 힘을 균일하게 분산시키고 배터리 케이스의 양극 부분이 바이스의 조에 노치되는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 그들의 크기는 분명합니다. 점차적으로 바이스를 조이십시오. 볼을 1-2mm 누른 후 장치에서 디스크를 제거하고 단락 전류를 제어합니다. 일반적으로 한두 번의 클램프 후에는 충전된 디스크의 절반 이상이 최대 2-2,5A의 단락 전류 증가를 보이기 시작합니다. 특정 스트로크 후에는 클램핑력이 급격히 증가합니다. 이는 디스크의 변형 가능한 부분이 하우징은 태블릿 위에 놓입니다. 더 누르면 배터리가 파손될 수 있으므로 비현실적입니다. 정지 후에도 단락 전류가 증가하지 않으면 디스크를 완전히 사용할 수 없습니다. 두 번째 경우에는 디스크를 다른 것으로 교체하는 것만으로는 원하는 결과를 얻지 못할 수도 있습니다. 완전한 기능을 갖춘 디스크에는 소위 "용량성" 메모리가 있기 때문입니다. 배터리로 작동할 때 항상 용량 값보다 작은 디스크가 하나 이상 있기 때문에 방전 시 내부 저항이 급격히 증가하여 나머지 디스크의 완전 방전 가능성이 제한됩니다. 디스크. 이 현상을 제거하기 위해 이러한 배터리를 약간 재충전하는 것은 권장되지 않습니다. 이는 용량 증가로 이어지지 않고 최상의 드라이브의 고장으로 이어지지 않기 때문입니다. 따라서 배터리에 있는 하나 이상의 디스크를 교체할 때 위의 현상을 제거하려면 디스크 전체를 강제 훈련(XNUMX회 완전 충전-방전 주기 제공)하는 것이 좋습니다. 각 디스크의 충전은 두 개의 디스크 대신 트랜지스터로 만든 와셔를 사용하여 동일한 ACF에서 수행됩니다. 방전은 저항이 50Ω인 저항에서 수행되어 전압이 25V에 도달할 때까지 방전 전류 1mA(사양에 해당)를 제공합니다. 그 후 디스크는 배터리에 결합되고 함께 청구됩니다. 배터리 전체를 충전한 후 배터리가 3V에 도달할 때까지 표준 HL로 방전합니다. 동일한 HL의 부하에서 1V로 방전된 각 디스크의 단락 전류를 다시 확인합니다. 배터리의 일부로 작동하기에 적합한 디스크의 경우 각 디스크의 단락 전류는 거의 동일해야 합니다. 3V까지 방전시간이 30~40분이면 배터리 용량은 실용상 충분하다고 볼 수 있다. 세부 퓨즈 .U1. 약 80년 동안 수리하는 동안 ACF 회로의 진화를 관찰한 결과, 0,5년대 중반 일부 기업에서는 전류 제한 저항이 150W이고 저항이 180-1Ω인 퓨즈 없이 배터리를 생산하기 시작했다는 사실이 밝혀졌습니다. 이는 C1 고장이 발생한 경우 .U2의 역할이 R1(그림 2) 또는 R2(그림 3 및 1)에 의해 수행되었으며 그 전도층은 .U0,15보다 훨씬 일찍 증발했기 때문에 매우 정당합니다. 0,5A에서 연소됨) 퓨즈에 필요한 회로를 차단합니다. 실제 ACF 회로에서 1W 전력의 전류 제한 저항기가 눈에 띄게 뜨거워지면 이는 상당한 누출 CXNUMX을 분명히 나타냅니다(아보미터로 결정하기 어렵고 값의 변화로 인해). 시간이 지남에 따라) 교체해야 합니다. 1V에서 커패시터 C0,5 유형 MBM 250μF는 가장 신뢰할 수 없는 요소입니다. 이는 네트워크의 전압 진폭이 350V에 도달할 수 있을 때 적절한 전압을 갖는 DC 회로에 사용하고 AC 네트워크에서 이러한 커패시터를 사용하도록 설계되었으며 네트워크에 유도성 부하의 수많은 피크가 존재한다는 점을 고려합니다. , 완전히 방전된 ACF의 사양에 따른 충전 시간(약 20시간)은 물론, 무선 소자로서의 신뢰성도 매우 낮아집니다. 다양한 설계 크기의 ACF에 적합한 최적의 치수를 갖춘 가장 신뢰할 수 있는 커패시터는 커패시터 K42U-2 0,22μF Ch 630V 또는 K42U 0,1μF Ch 630V입니다. 충전 전류를 15μF에서 약 18-0,22mA, 8μF에서 최대 10-0,1mA는 실제로 충전 시간만 증가시키며 이는 중요하지 않습니다. 충전 전류 VD3의 LED 표시기. 충전 전류 LED 표시기가 없는 ACF의 경우 A 지점의 개방 회로에 연결하여 설치할 수 있습니다(그림 2). LED는 측정 저항 R3(그림 4)과 병렬로 연결되며 새 저항을 만들거나 C1을 줄일 때 선택해야 합니다. 커패시턴스 C1이 0,22μF가 아닌 0,5μF이면 VD3의 밝기가 감소하고 0,1μF에서는 VD3가 전혀 켜지지 않을 수 있습니다. 따라서 위의 충전 전류를 고려하면 첫 번째 경우에는 전류 감소에 비례하여 저항 R3을 늘려야 하고, 두 번째 경우에는 저항 R220을 완전히 제거해야 합니다. 실제로 3V로 작업하는 것이 매우 안전하지 않다는 점을 고려하여 밀리암페어를 통해 조정 가능한 직류 소스(RIPS)를 B 지점에 연결하고(그림 3) 저항 R3을 선택하는 것이 좋습니다. 충전 전류. R1 대신 저항이 25kOhm인 전위차계가 일시적으로 연결되고 가변저항기에 의해 최소 저항으로 켜집니다. RIPT 전압을 높이면 배터리 충전 전류가 XNUMXmA로 설정됩니다.
RIPT의 설정 전압을 변경하지 않고 밀리암미터를 C 지점의 개방 회로 VD3에 연결하고 전위차계의 저항을 점차적으로 증가시켜 이를 통해 10mA의 전류를 얻습니다. AL307의 최대값의 절반입니다[2]. 이 점은 제너 다이오드가 없는 회로에 특히 중요합니다. C1을 충전할 때 전원을 켠 후 첫 번째 순간에 전류 제한 저항 R3이 있음에도 불구하고 VD1을 통과하는 전류가 커질 수 있으며 VD3으로 이어질 수 있습니다. 실패. 정상 상태에서 R1은 반응성(약 9kOhm) 저항 C1에 비해 낮은 저항으로 인해 충전 전류에 사실상 영향을 미치지 않습니다. 수정 시 VD3은 직경 5mm의 구멍에 설치되고 동축 단자 HL1에 연결된 스프링 접점 지지대와 배터리 양극 사이의 하우징의 분할선에 대칭으로 드릴링됩니다. 측정 저항기가 여기에 배치됩니다. 정류기 다이오드 C1의 초기 충전 중 전류 서지가 존재한다는 점을 고려하여 AKF 정류기의 신뢰성을 높이려면 역전압이 30V 이상인 실리콘 펄스 다이오드를 사용하는 것이 좋습니다. ACF의 비표준 응용 사용할 수 없는 전구 베이스와 라디오 수신기의 전원 커넥터로 어댑터를 만들어 AKF를 광원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 3,75V 전압의 보조 전원 공급 장치로도 사용할 수 있습니다. 평균 볼륨 수준(소비 전류 20-25mA)으로 몇 시간 동안 VEF를 청취하기에 충분한 용량입니다. 어떤 경우에는 전기가 없을 때 ACF를 라디오 방송선에서 재충전할 수 있습니다. LED 표시기가 있는 AKF 소유자는 LED의 동적 깜박임 과정을 관찰할 수 있습니다. VD3는 특히 "무거운" 암석에서 부드럽게 연소되므로 듣기가 마음에 들지 않으면 ACF를 충전하고 에너지를 평화로운 목적으로 사용하십시오. 이 현상의 물리적 의미는 주파수가 증가함에 따라 리액턴스가 감소하므로 상당히 낮은 전압 (15-30V)에서 표시기를 통과하는 충전 전류의 펄스 값이 빛나고 자연스럽게 재충전하기에 충분하다는 것입니다. 문학 :
저자: S.A. 엘킨
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