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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 비대칭 전류로 갈바니 전지 및 배터리를 자동 충전합니다. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 충전기, 배터리, 갈바니 전지 독자에게는 충전 전류량이 다르지만 비대칭 전류라는 단일 복구 방법을 사용하는 두 가지 충전기 디자인이 제공됩니다. 알려진 바와 같이, 갈바니 전지 및 배터리의 복원은 비대칭 전류로 충전하는 것이 가장 좋습니다. 충전 전류는 방전 전류보다 10배 크고, 지속 시간은 절반으로 길다[1, 2]. 예를 들어 주전원 전압 손실로 인해 장치가 장기간 중단되어도 충전될 수 있습니다. 전압이 인가되면 충전이 자동으로 복원됩니다. 장치는 출력 소켓의 우발적인 단락을 두려워하지 않습니다. 배터리를 장기간 보관할 경우 장치를 사용하여 배터리를 충전 상태로 유지할 수 있습니다. 충전된 요소의 설정 전압에 도달하면 충전이 자동으로 중지됩니다. 이 장치를 사용하면 기기 없이도(실습에 충분한 정확도로) 충전 및 방전 전류와 충전 중지 전압을 넓은 범위 내에서 설정할 수 있습니다. 첫 번째 디자인 D-0,1 유형의 개별 소형 배터리를 충전하도록 설계되었습니다. D-0,25; D-0,55; TsNK-0,45; NGKTs-1,8 또는 이들로 구성된 수입 아날로그 및 배터리뿐만 아니라 유형 316, 322, 343, 373의 갈바니 전지, 이들로 구성된 배터리 및 배터리 3336, "Krona", "Korund" 등. 동시에 충전할 수 있는 갈바닉 셀의 개수는 7개이며, 충전지의 개수는 9개입니다. 장치의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 이는 변압기 T1의 전원 공급 장치, 다이오드 VD1-VD4의 정류기 브리지 및 필터 커패시터 C1로 구성됩니다.
충전 전류 안정기는 트랜지스터 VT2, VT4에서 만들어지며 제너 다이오드 VD9 및 저항 R22와 함께 전류 소스를 나타냅니다. 전류 값은 저항 R18에 의해 조절됩니다. 방전 전류 안정기는 트랜지스터 VT1, VT5 및 LED HL2에 만들어지며, 이는 동시에 트랜지스터 VT5의 베이스에 공급되는 기준 전압의 소스이자 방전 전류의 표시기 역할을 합니다. 방전 전류의 양은 저항 R23에 의해 설정됩니다. 충전 전류(암페어 단위)는 일반적으로 0,1에 해당하고 방전 전류는 암페어 시간 단위 용량의 0,01에 해당합니다. 예를 들어, 요소 316, 332 또는 배터리의 경우 충전 전류는 60mA이고 방전 전류는 6mA이며, 요소 343, 373 또는 배터리의 경우 각각 200mA 및 20mA입니다. 충전 및 방전 전류 펄스를 생성하는 직사각형 펄스 발생기는 요소 DD1.2 및 DD1.3, 저항 R9, R10, 다이오드 VD7, VD8을 사용하여 조립됩니다. 높은 레벨 펄스의 지속 시간과 그 사이의 일시 정지 비율은 1:2입니다. 펄스 지속 시간은 저항 R9에 의해 결정되고 일시 중지 지속 시간은 저항 R10에 따라 달라집니다. 발진 주파수는 약 100Hz입니다(커패시터 C5에 따라 다름). 생성기는 요소 DD1.1의 출력에 하이 레벨 신호가 있을 때 시작됩니다. 통합 비교기 DA1에는 충전을 자동으로 끄고 켜는 장치(AOC 및 AVZ)가 있습니다. 반전 입력에 공급되는 파라메트릭 안정기 VD4R5 또는 VD2R6의 기준 전압(R3 엔진에서 제거됨)을 공급되는 충전된 갈바니 전지 또는 배터리의 전압에 비례하는 분배기 R20, R21의 변화하는 전압과 비교합니다. 비반전 입력 DA1에. 기준 전압은 다른 파라메트릭 안정기 VD5R2에서 가져오므로 첫 번째 범위(1~6V)의 경우 이는 높은 안정성을 보장하므로 AOS 및 AVZ 장치의 설치 정확성이 보장됩니다. AOS 전압은 저항 R4에 의해 설정됩니다. 편의를 위해 자동화 장치의 한계는 1...6 V 및 6...13 V의 두 가지 범위로 나뉩니다. 범위는 스위치 SA1에 의해 선택됩니다. 장치 작동. 방전된 갈바니 전지 또는 배터리를 연결할 때 비반전 입력 DA1의 전압은 저항 R4에 의해 설정된 반전 입력의 기준보다 낮습니다. 따라서 비교기의 오픈 콜렉터 출력(핀 9)에는 로우 레벨 전압이 설정되고, 인버터 DD1.1의 출력에는 하이 레벨 전압이 설정되어 펄스 발생기가 작동할 수 있습니다. 이 경우 DD1.3 요소의 출력에 하이 레벨 신호가 나타나 주요 트랜지스터 VT2 및 VT3이 열립니다. 트랜지스터 VT2를 열면 제너 다이오드 VD9에 전압이 나타나며, 이는 트랜지스터 VT4가 열리고 미리 설정된 충전 전류가 충전된 요소를 통해 흐른다는 의미입니다. 동시에 출력 DD1.2의 로우 레벨 신호는 요소 DD1.4의 하위 입력으로 이동합니다. 회로의 DD1.4 요소의 상단 입력에는 충전이 끝날 때까지 유지되는 높은 레벨의 신호가 있습니다. 결과적으로 DD1.4 요소의 출력에 하이 레벨 신호가 나타나 트랜지스터 VT1이 닫힙니다. 따라서 트랜지스터 VT5도 닫혀 방전 전류가 흐르지 않게 된다. DD1.3 요소의 출력에 로우 레벨 신호가 나타나면 트랜지스터 VT2 및 VT3이 닫힙니다. 충전 전류가 중단됩니다. 동시에 요소 DD1.2의 출력에서 요소 DD1.4의 하위 입력으로 하이 레벨 신호가 수신되고(하이 레벨 신호는 계속해서 상위 입력에 도달함) 트랜지스터 VT1이 열립니다. 그리고 VT5. 이를 통해 방전 전류가 흐르게 됩니다. 발전기 출력에서 다음 포지티브 펄스가 도착하면 충전 전류가 흐르고 방전이 불가능해집니다. 따라서 충전된 소자의 전압이 AOC 장치의 활성화 값에 도달할 때까지 충전-방전 과정이 계속됩니다. 결과적으로 비교기가 전환되고 출력에서 낮은 레벨의 전압이 높은 전압으로 변경됩니다. 인버터 DD1.1의 출력에 로우 레벨 신호가 나타납니다. 발전기가 작동을 멈춥니다. 이러한 이유로 출력 DD1.3에 로우 레벨 신호가 설정됩니다. 트랜지스터 VT2 및 VT4가 닫히고 충전이 중지됩니다. AOS 장치의 작동과 발전기의 정지로 인해 요소 DD1.2의 출력에 높은 레벨 신호가 설정되므로 회로의 하위 요소 DD1.4가 설정됩니다. 요소 DD1.1의 출력에 로우 레벨 신호가 있고 따라서 회로에서 요소 DD1.4의 상위 입력에 있으므로 요소 DD1.4의 출력에 하이 레벨 신호가 있습니다. VT1 및 VT5가 폐쇄됩니다. 방전이 중지됩니다. 충전 펄스 전류가 흐르면 갈바니 전지 또는 배터리의 전압이 AOC 장치의 작동 임계값을 초과하는 값으로 상승하여 충전기가 조기 종료될 수 있습니다. 이로 인해 상당한 과소충전이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 충전 전류가 없을 때 충전된 요소의 전압을 기준 요소와 비교하여 전체 용량까지 충전할 수 있습니다. 충전 중에 트랜지스터 VT3은 저항 R21을 열고 바이패스하여 비교기의 스위칭 임계값을 높입니다. 방전이 발생하면 트랜지스터 VT2 및 VT3이 닫힙니다. 비교기는 충전된 요소의 실제 전압을 기준 요소와 비교합니다. 설정된 AOC 전압 값에 도달하면 충전 전류가 완전히 중단됩니다. 분배기 R20, R21, VT3 및 트랜지스터 VT5를 통한 방전 전류는 중요하지 않으며 한 요소의 경우 1,5V는 10μA에 불과하고 7 요소의 경우 - 200μA입니다. 그러나 화학 공정이 완료되면 충전 중인 셀이나 배터리의 전압이 천천히 감소하여 기준 전압이 출력 전압을 초과하면 비교기가 작동하게 됩니다. 이러한 충전기 켜짐을 방지하기 위해 AOS와 AVZ 전압 간의 차이인 히스테리시스를 생성하는 저항 R7이 도입되었습니다. 히스테리시스는 방전이 더 깊어지면 충전기가 다시 켜지도록 보장합니다. R7 등급을 선택할 때 방전된 요소의 전압이 AVZ 전압보다 낮을 때 충전되는 요소가 연결되기 전이나 후에 연결되었는지 여부에 관계없이 충전기가 네트워크에 연결될 때 발전기가 시작된다는 점을 고려해야 합니다. 장치가 네트워크에 연결되어 있습니다. 방전된 요소의 전압이 AVZ 전압보다 높으면 장치가 네트워크에 연결된 다음 요소 또는 배터리에 연결된 경우에만 발전기가 시작됩니다. 비교기와 발전기의 안정적인 작동을 위해 전원 공급 장치는 VD5R2 파라메트릭 안정기에 의해 안정화됩니다. VD10 다이오드는 공급 회로에 정전이 발생한 경우 충전기를 통한 방전을 방지합니다. 커패시터 C3 및 C4는 네트워크에서 임펄스 노이즈가 발생할 때 오작동으로부터 장치를 보호합니다. 이 장치는 1,5mm 두께의 호일 유리 섬유 라미네이트로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 보드 도면은 그림 2에 나와 있습니다.
전면 패널에는 LED HL1-HL3과 눈금이 인쇄된 가변 저항 R4, R18 및 R23과 스위치 SA1이 있습니다. VT4 트랜지스터는 40x25mm 및 6mm 두께의 방열판에 설치됩니다. TS-10-ZM1은 네트워크 변압기로 사용되었으며, 최소 16mA의 전류에서 18차 권선에 250~XNUMXV의 전압을 제공하는 다른 변압기도 적합합니다. 세부. 장치에는 직접 만든 부품이나 부족한 부품이 포함되어 있지 않습니다. 스위치 SA1은 모든 유형이 될 수 있습니다. 커패시터 C1, C2 유형 K50-6; C3-C5 유형 KM. MLT 유형의 고정 저항, 가변 PP3-11 그룹 A. DD1 마이크로 회로는 K561LE5로 교체 가능하고 비교기 DA1은 K521CA3입니다. AL307V 녹색 LED 대신 AL307G, AL307NM이 적합하고 AL307B 빨간색 LED 대신 AL307K, AL307BM이 적합합니다. D9B 다이오드는 문자 인덱스가 있는 D220, D311, KD503, KD509로 교체할 수 있습니다. KS512A 제너 다이오드 대신 직렬로 연결된 두 개의 KS156A를 사용할 수 있습니다. KT3102B 트랜지스터 KT315G 또는 KT3117을 임의의 문자 인덱스로 대체할 수 있으며, KT3107B 트랜지스터 대신 A를 제외한 임의의 문자 인덱스로 KT361을 사용할 수 있습니다. KT814B는 KT814V, G, KT816B, G를 대체할 수 있습니다. 설정. 오류 없이 설치가 완료되면 장치가 네트워크에 연결되면 LED HL1, HL2, HL3이 켜집니다. 오실로스코프를 DD1.3 발생기의 출력에 연결하여 펄스를 관찰할 수 있습니다. 커패시터 C5의 값을 1...2 µF로 일시적으로 증가시키면 발생기의 주파수가 감소하고 LED 깜박임의 변동을 볼 수 있습니다. 그런 다음 AOD가 설정됩니다. 이렇게 하려면 부하 전류가 최소 0,2A이고 전압이 0~15V인 안정화된 전원 공급 장치가 필요합니다. 출력 전압은 DC 전압계로 제어됩니다. 우선, 범위 I(6V) 및 II(13V)에서 자동화 전압을 조절하기 위한 제한을 설정합니다. 이를 위해 VD10 다이오드의 음극이 납땜됩니다. 저항 R15는 R14 및 DD1.3에서 납땜되고 저항 R12는 요소 DD1.4에서 납땜되어 음극 전원 단자에 연결됩니다. 이 경우 VT5가 열리고 VT3이 닫히며 이는 충전된 요소를 모니터링할 때 방전 모드에 해당합니다. 안정된 장치의 부하를 줄이기 위해 저항 R23 모터는 다이어그램에 따라 낮은 위치로 설정됩니다. 보조 소스에서 소켓 XS1, XS2로 전압을 공급합니다. 저항 R4는 다이어그램에 따라 먼저 가장 높은 위치에 배치된 다음 가장 낮은 위치에 배치되고, 소스에서 전압을 적용하여 자동 전압 조정 한계가 1~6V(I 범위) 내에 있는지 확인하고 6...13 B(II 범위). AOS 전압의 하한은 저항 R5 및 R6(각각 범위 I 및 II에 따라 다름)을 선택하고 상한은 VD5 및 VD6을 사용하여 지정됩니다. 비교기 스위치는 HL3 LED가 꺼지는 전압 값에 해당합니다(HL2 LED는 설정 중에 계속 켜져 있음). 다음으로, 보조 전원 공급 장치에서 서로 다른 전압을 공급하여 저항 R4 "충전 전압 종료"의 스케일을 두 범위 모두에서 교정합니다. 이를 위해 저항 R4 슬라이더가 다이어그램에 따라 상단 위치로 이동됩니다. 보조 소스의 출력을 설정 값에 해당하는 전압으로 설정하고 회로에 따라 저항 R4의 슬라이더를 천천히 낮은 위치로 이동합니다. AOS 전압은 HL4 LED가 꺼지는 저항 R3 슬라이더의 위치에 해당합니다. 전압을 약간 증가시킨 다음 점차적으로 감소시킴으로써 비교기의 실제 스위칭 임계값을 확인합니다. 필요한 경우 이러한 작업이 반복됩니다. 소스 전압을 부드럽게 낮추면서 HL3 LED 점등으로 AVZ 전압을 확인합니다. 필요한 경우 저항 R7을 선택합니다. 그런 다음 저항 R23 "방전 전류"의 스케일 교정을 진행합니다. 측정 한계가 1mA 이상인 밀리암페어를 소켓 XS20과 보조 전원의 양극 단자 사이의 간격에 연결하여 전압을 가하고 저항 R23의 저항을 변경하여 값에 따라 눈금을 교정합니다. 장치를 통해 현재. 그런 다음 저항 R18 "충전 전류"의 스케일이 보정됩니다. 이를 위해 R14는 DD1.3에서 납땜을 풀고 스태빌라이저의 양극 단자(+12V)에 연결됩니다. VD10 다이오드의 음극과 XS2 소켓에 최소 200mA 제한의 밀리암페어를 연결하고 장치를 통과하는 전류 값에 따라 저항 R18의 값을 변경하여 눈금을 보정합니다. 그런 다음 저항 R12, R14, R15와 다이오드 VD10이 제자리에 납땜됩니다. 작동 중 AOC 전압은 충전된 갈바니 전지당 1,7~1,9V, 배터리당 1,35~1,45V의 비율로 설정됩니다. 두 번째 디자인 자동차 배터리 충전용으로 설계되었습니다. 차이점은 강력한 충전 전류 및 방전 전류 안정기를 사용한다는 것입니다. 개략도는 그림 3에 나와 있습니다. 일부 기능에 대해서만 살펴 보겠습니다. 저항 R4는 히스테리시스를 증가시킵니다. 간단한 강력한 전류원이 충전 전류 안정기로 사용됩니다[3]. 그러나 Uin = 2이면 DA0의 출력에 작은 출력 전압이 남아있어 트랜지스터 VT2가 개방되기 때문에 VT4를 통해 연산 증폭기에 전원이 공급됩니다.
전자 장치는 1,5mm 두께의 단면 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 보드 도면은 그림 4에 나와 있습니다. 다이오드 VD1-VD4 및 트랜지스터 VT6은 최소 100cm2 면적의 방열판에 설치되고, 트랜지스터 VT4는 최소 200cm2 면적의 방열판에 설치됩니다.
변압기 T1 직렬 TN-61220/127-50 또는 전류 15~18A에서 7차 권선 전압이 8~1V인 다른 변압기 T1, 커패시터 C18, 저항기 R23, R1, 다이오드 VD4 -VD5, VD4 및 트랜지스터 VT6 및 VT15은 별도로 장착됩니다. 가변 저항 R19, R22 및 R1와 LED HL3, HLXNUMX은 전면 패널에 있습니다. 세부. 다이오드 D231은 최소 243A 전류에 대해 D245, D213, KD5A 등으로 교체할 수 있습니다. 커패시터 C1, C2 유형 K50-6, K50-16. D818E 제너 다이오드 대신 문자 인덱스가 있는 KS191 제너 다이오드를 사용할 수 있습니다. 저항 R18 유형 C5-16MV, R20 유형 PEV15. 연산 증폭기 K553UD2는 K153UD2 또는 KR140UD18을 대체합니다. 입력 전압 범위는 최대 양의 공급 전압까지인 것이 중요합니다. 전원 회로는 단면적이 0,75mm2 이상인 구리선으로 만들어집니다. 설정은 첫 번째 디자인과 유사합니다. 이는 자동화 장치(AOP 및 AVZ)로 시작됩니다. 이를 위해 다이오드 VD10의 음극과 저항 R10은 요소 DD1.4에서, 저항 R13은 저항 R12 및 요소 DD1.3에서 납땜됩니다. 저항 R10 및 R13은 음극 전원선에 연결됩니다. 다이어그램에 따라 저항 R22는 아래쪽 위치에 배치되고 저항 R19는 위쪽 위치에 배치됩니다. 최소 0,5A의 부하 전류와 10...15V의 출력 전압을 갖는 안정화된 소스가 출력 단자에 연결되며 출력 전압은 DC 전압계로 제어됩니다. 필요한 전압 값(14,2~14,8V)을 적용하고 HL19 LED가 꺼질 때까지 다이어그램에 따라 R3 슬라이더를 가장 낮은 위치로 천천히 돌립니다. 이 값은 R19 "충전 전압 종료" 눈금에 표시됩니다. 그런 다음 소스 전압을 점진적으로 낮추고 장치가 12,4...12,8V에서 켜지는지 확인합니다(필요한 경우 R4, R5 선택). 그런 다음 저항 R22 "방전 전류"의 스케일이 교정됩니다. 이렇게 하려면 양극 단자와 보조 전원의 간격에 0~500mA 전류용 밀리암페어를 연결하고 저항 R22의 값을 변경하여 필요한 전류를 설정하고 스케일을 교정합니다. 다음으로 저항 R15 "충전 전류"의 스케일이 교정됩니다. 이를 위해 저항 R12는 요소 DD1.3에서 납땜을 풀고 +12V 전압 안정기의 양극선에 연결되며 배터리의 음극 단자는 충전기의 음극 단자에 연결됩니다. 측정 한계가 5A 이상인 전류계는 VD10 다이오드의 음극과 배터리의 양극선에 연결됩니다. 장치를 켜고 저항 R15의 값을 변경하여 필요한 전류를 설정하고 스케일을 교정합니다. 그 후 다이오드 VD10과 저항 R10, R12 및 R13이 복원됩니다. 방전된 배터리가 장치에 연결되었습니다. 그런 다음 필요한 충전 및 방전 전류와 AOC 전압이 설정되고 그 후 장치가 네트워크에 연결됩니다. 원하는 경우 잘못된 배터리 연결에 대한 LED를 입력할 수 있습니다. 문학 :
저자: N.I. 마제파
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