소형 배터리를 충전하는 장치. 계획, 설명

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소형 배터리 충전기

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오늘날의 가격으로 갈바닉 전지 및 배터리의 소형 장비의 힘으로 말 그대로 파산할 수 있습니다. 한 번에 배터리 사용으로 전환하는 것이 더 유리합니다. 오랫동안 사용하려면 적절하게 작동해야 합니다. 허용 전압 이하로 방전하지 말고 안정적인 전류로 충전하고 제때 충전을 중지하십시오. 그러나 사용자 자신이 이러한 조건 중 첫 번째 조건의 이행을 모니터링해야 하는 경우 나머지 두 조건의 이행을 충전기에 맡기는 것이 좋습니다. 기사에 설명 된 장치입니다.

개발 과정에서 과제는 다음과 같은 특성을 가진 장치를 설계하는 것이었습니다.

자동 충전 종료(APZ)의 충전 전류 및 전압 변경 간격이 넓습니다. 소형 장비에 전원을 공급하는 데 사용되는 개별 배터리와 최소한의 기계식 스위치로 구성된 배터리를 모두 충전합니다.
측정 장비 없이 허용 가능한 정확도로 충전 전류 및 APL 전압을 설정할 수 있는 레귤레이터의 균일한 스케일에 가깝습니다.
부하 저항이 변할 때 충전 전류의 높은 안정성;
상대적 단순성과 좋은 반복성.

설명된 장치는 이러한 요구 사항을 완전히 충족합니다. 배터리 D-0,03, D-0,06을 충전하도록 설계되었습니다. D-0,125, D-0,26, D-0,55. TsNK-0,45, NKGTS-1,8, 수입품 및 배터리로 구성됩니다. APL 시스템을 켜기 위해 설정된 임계값까지 배터리는 셀 유형 및 수에 관계없이 안정화된 전류로 충전되는 반면 배터리의 전압은 충전에 따라 점차 증가합니다. 시스템이 트리거된 후 이전에 설정된 정전압이 배터리에서 안정적으로 유지되고 충전 전류가 감소합니다. 즉, 배터리의 과충전 및 방전이 없고 장시간 기기와 연결된 상태를 유지할 수 있습니다.

이 장치는 1,5 ~ 13V의 조정 가능한 전압과 부하의 과부하 및 단락으로부터 보호하는 소형 장비의 전원 공급 장치로 사용할 수 있습니다.

장치의 주요 기술적 특성은 다음과 같습니다.

"40 mA" 한계에서 충전 전류 - 0...40, "200 mA" 한계에서 - 40...200 mA;
부하 저항이 0에서 40 옴으로 변할 때 충전 전류의 불안정성 - 2.5%;
APZ 작동 전압 조정 제한 - 1,45 ... 13 V.

장치의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

소형 배터리 충전기

트랜지스터 \L "4의 전류 소스는 충전 전류 안정기로 사용됩니다. 스위치 SA2의 위치에 따라 부하 In의 전류는 IН \u10d (UB - UBE) / R9 관계에 의해 결정됩니다. IН \u10d (UB - UBE) / (R4 + R9 ) 여기서 UB는 양의 버스 V에 대한 트랜지스터 VT10의베이스 전압이고 UBE는 이미 터 접합 V의 전압 강하입니다. RXNUMX, RXNUMX 해당 저항의 저항, 옴입니다.

이러한 표현에서 다음과 같은 결과가 나옵니다. 가변 저항 R4을 사용하여 트랜지스터 VT8의베이스에서 전압을 변경합니다. 부하 전류는 넓은 범위에서 조정할 수 있습니다. 이 저항의 전압은 일정한 제너 다이오드 VD6에 의해 유지되며 전류는 전계 효과 트랜지스터 VT2에 의해 안정화됩니다. 이 모든 것이 기술 사양에 지정된 충전 전류의 불안정성을 보장합니다. 전압으로 제어되는 안정적인 전류 소스를 사용하면 충전 전류를 매우 작은 값으로 변경하고 전류 조정기 스케일을 균일(R8)에 가깝게 유지하고 해당 조정의 한계를 간단히 전환할 수 있습니다.

APS 시스템. 배터리 또는 배터리의 최대 허용 전압에 도달 한 후 트리거되며 연산 증폭기 DA1의 비교기, 트랜지스터 VT3의 전자 키, 제너 다이오드 VD5가 포함됩니다. 트랜지스터 VT1 및 저항 R1 - R4의 전류 안정기. HL1 LED는 충전 및 완료 표시기 역할을 합니다.

방전 된 배터리가 장치에 연결되면 그 전압과 연산 증폭기 DA1의 비 반전 입력은 가변 저항 R3에 의해 설정되는 반전의 예시 전압보다 낮습니다. 이러한 이유로 연산 증폭기 출력의 전압은 공통 와이어의 전압에 가깝고 트랜지스터 VT3이 열리고 안정적인 전류가 배터리를 통해 흐르며 그 값은 변수의 위치에 따라 결정됩니다. 저항 R8 및 스위치 SA2.

배터리가 충전됨에 따라 연산 증폭기 DA1의 반전 입력 전압이 증가합니다. 출력 전압도 증가하므로 트랜지스터 VT2가 전류 안정화 모드를 종료하고 VT3이 점차 닫히고 콜렉터 전류가 감소합니다. 프로세스는 그때까지 계속됩니다. 제너 다이오드 VD6이 저항 R7, R8 양단의 전압 안정화를 멈출 때까지. 이 전압이 감소하면 트랜지스터 VT4가 닫히기 시작하고 충전 전류가 급격히 감소합니다. 최종 값은 배터리 자체 방전 전류와 저항 R11을 통해 흐르는 전류의 합으로 결정됩니다. 즉, 그 순간부터 저항 R3에 의해 설정된 전압이 충전된 배터리에 유지되고, 이 전압을 유지하는 데 필요한 전류가 배터리를 통해 흐른다.

HL1 LED는 네트워크에 장치가 포함되어 있고 충전 프로세스의 두 단계를 나타냅니다. 배터리가 없으면 가변 저항 R11 슬라이더의 위치에 따라 저항 R3에 전압이 설정됩니다. 이 전압을 유지하는 데 필요한 전류는 거의 없으므로 HL1은 매우 희미하게 빛납니다. 배터리가 연결되는 순간 그 글로우의 밝기는 최대치로 증가하며, 충전이 완료된 후 APL 시스템이 활성화된 후에는 위의 평균값으로 급격하게 감소합니다. 원하는 경우 저항 R6을 선택하기에 충분한 두 가지 수준의 빛(약함, 강함)으로 자신을 제한할 수 있습니다.

장치의 세부 사항은 그림에 표시된 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 2. 호일을 절단하여 만들어지며 고정 저항 MLT, 튜닝 (와이어) PPZ-43 설치용으로 설계되었습니다. 커패시터 K52-1B(C1) 및 KM(C2). VT4 트랜지스터는 유효 방열 면적이 100cm2인 방열판에 장착됩니다. 가변 저항 R3 및 R8(그룹 A의 PPZ-11)은 장치의 전면 패널에 고정되어 있으며 해당 표시가 있는 눈금이 제공됩니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

스위치 SA1 및 SA2 - 모든 유형이지만 SA2로 사용되는 접점은 최소 200mA의 스위칭 전류용으로 설계되는 것이 바람직합니다.

주 변압기 T1은 20차 권선에서 250mA의 부하 전류에서 XNUMXV의 교류 전압을 제공해야 합니다.

전계 효과 트랜지스터 KP303V는 KT303 시리즈의 트랜지스터를 사용하여 KP303G - KP361I, 바이폴라 KT361V로 교체할 수 있습니다. 문자 인덱스가 있는 KT3107, KT502(A 제외) 및 KT814B - KT814V, KT814G, KT816V, KT816G. 제너 다이오드 D813(VD5)은 최소 12,5V의 안정화 전압으로 선택해야 합니다. 대신 D814D 또는 총 안정화 전압이 12,5 ~ 13,5V인 직렬로 연결된 11개의 저전력 제너 다이오드를 사용할 수 있습니다. PPP-3 ( R8, R43) 그룹 A의 모든 유형의 가변 저항 및 PPP-10 (R3) - 소산 전력이 XNUMXW 이상인 모든 유형의 조정 저항을 교체 할 수 있습니다.

장치 설정은 HL1 LED의 밝기 선택으로 시작됩니다. 이렇게 하려면 스위치 SA1 및 SA2를 각각 "13V" 및 "40mA" 위치로 전환합니다. 및 가변 저항 R8의 엔진-평균적으로 저항이 1 ... 2 옴인 저항을 소켓 XS50 및 XS100에 연결하고 저항 R3의 엔진 위치를 찾으십시오. 글로우 HL1의 밝기를 변경합니다. 저항 R6을 선택하면 글로우의 밝기 차이가 증가합니다.

그런 다음, 충전 전류 및 APL 전압을 조절하기 위한 간격의 경계가 설정됩니다. 측정 한계가 200 ... 300 mA인 밀리암미터를 장치의 출력에 연결합니다. 저항 R8의 슬라이더를 아래(구성표에 따라) 위치로 이동하고 SA2 스위치를 "200mA" 위치로 이동합니다. 트리머 저항 R10의 저항을 변경하면 장치 화살표가 200mA 표시로 편향됩니다. 그런 다음 슬라이더 R8을 위쪽 위치로 이동하고 저항 R7을 선택하여 36 ... 38 mA의 판독값을 얻습니다. 마지막으로 SA2를 "40mA" 위치로 전환합니다. 가변 저항 R8의 슬라이더를 더 낮은 위치로 되돌리고 R9를 선택하여 출력 전류를 43 ... 45 mA 범위로 설정합니다.

APL 전압 조절 간격의 한계를 조정하기 위해 스위치 SA1은 "13V" 위치로 설정되고 측정 한계가 15 ... 20V인 DC 전압계가 장치 출력에 연결됩니다. 슬라이더의 위치 저항 R1. 그런 다음 R4 슬라이더의 동일한 위치에서 SA4,5을 "13V"위치로 이동하여 저항 R3를 선택하여 계기 화살표를 1 및 4,5V로 설정하십시오.

그런 다음 밀리암미터를 출력에 다시 연결하고 충전 전류 조절기(R8)의 눈금을 보정합니다. 전압계의 도움으로 - 전압 조정기 APZ (R3)의 규모.

작동 중 APL 전압은 충전식 배터리 1,4개당 1,45 ~ XNUMXV의 비율로 설정됩니다.

장치가 무선 장비에 전원을 공급하는 데 사용되지 않는 경우 LED를 꺼서 충전 종료 표시를 깜박임으로 대체할 수 있습니다. 비교기에 히스테리시스를 입력하는 것으로 충분합니다. 저항이 있는 장치를 추가하십시오. R12, R13(그림 3) 및 저항 R6을 제거합니다.

소형 배터리 충전기

이러한 개선 후 설정된 APL 전압 값에 도달하면 HL1 LED가 꺼지고 배터리를 통한 충전 전류가 완전히 중지됩니다. 결과적으로 전압이 떨어지기 시작하여 전류 안정기가 다시 켜지고 HL1 LED가 켜집니다. 즉, 설정된 전압에 도달하면 HL1이 깜박이기 시작하며 이는 때때로 특정 평균 글로우 밝기보다 더 분명합니다. 두 경우 모두 배터리 충전 프로세스의 특성은 변경되지 않습니다.

저자: N. Herzen, Berezniki, Perm 지역

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