자동 배터리 충전기. 계획, 설명

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개발된 자동충전기(ACU)를 사용하면 MP3 플레이어의 소형 배터리와 핑거형 배터리를 충전할 수 있습니다. 디지털 카메라, 손전등 등 네트워크에서. 이를 사용하면 널리 사용되는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 배터리에서 나타나는 "메모리 효과"를 제거하기 위해 여러 개의 충전기가 필요 없으며 배터리를 완전히 방전할 수 있습니다. 배터리 충전기는 49900년 04.08.2006월 1일자 실용신안번호 XNUMX에 대한 RF 특허에 의해 구현되었으며, 이에 대한 프로토타입은 [XNUMX]의 충전기였습니다.

자동 충전기의 주요 기능은 TL431 집적 회로(조정 가능한 제너 다이오드)를 사용하고 반응성 요소(이 버전에서는 커패시터)를 기반으로 한 교류 발전기를 사용하여 제공됩니다. 자동 충전기는 주 전원(155 - 220Hz)에서 8mA의 안정적인 전류로 AA 및 AA 크기 AA 배터리를 충전합니다. 또한 충전 전류가 비례적으로 감소하여 더 낮은 주전원 전압에서도 사용할 수 있습니다. 충전 전류의 안정성은 전적으로 그림 50의 AC 공급 전압의 안정성에 의해 결정됩니다. 배터리 충전이 시작되면 신호 LED가 켜집니다. 충전이 완료되기 전에 깜박이기 시작하다가 완전히 꺼집니다. 충전기는 충전된 배터리의 EMF에 도달하고 이 모드를 표시등으로 표시하면 충전 전류를 자동으로 감소시킵니다(1배 이상).

오프라인 모드(네트워크에 연결하지 않음)에서는 배터리가 프로세스를 밝게 표시하면서 약 0,6V의 전압까지 자동으로 방전됩니다. 완전히 충전된 배터리를 사용하면 이 방전은 약 200mA의 전류로 시작됩니다.

배터리의 전체를 방전시키는 것은 비합리적입니다. 왜냐하면... 구성 배터리가 동일하지 않으면 문제가 더욱 악화될 수 있습니다.

장치에는 다음이 포함됩니다.

전류 제한 커패시터 C1. C2;
보호 저항 R1, R2;
브리지 정류기 VD1;
제어 및 표시 회로 C3, R3. HL1, R4, R5, VD3, DA1, VS1, VT1;
디커플링 다이오드 VD2;
충전 회로 R6. R7| C4, G81;
방전 회로 K1. R8. HL2. SB1. GB1. AZU는 다음과 같이 작동합니다.

교류용 커패시터 C1 및 C2는 안정기 리액터이므로 약 155mA의 전류를 제공합니다. 장치를 끈 후 커패시터를 방전하기 위해 저항 R1이 사용되어 커패시터를 분류합니다. 저항 R2는 충전기를 켤 때 시작 전류의 진폭을 제한하고 커패시터 C1 또는 C2의 전기적 고장이 발생할 경우 일종의 퓨즈 역할을 합니다. 다이오드 브리지 VD1은 교류 전류를 정류합니다.

충전기 회로는 그림 1에 나와 있습니다.

자동 배터리 충전기

제어 체인의 주요 링크는 제어되는 제너 다이오드 DA1 마이크로 회로입니다. 제어 입력 2,5에서 1V의 안정적인 전압에서 "열려" 트라이액 VS1이 켜져 있는지 확인합니다. DA1의 제어 전압은 저항 분배기 R81-R1의 배터리 전압 G2에서 얻습니다. 분배기는 4개의 AA 배터리로 구성된 배터리를 충전하도록 구성됩니다. 커패시터 C1는 충전 회로의 전압을 필터링하고 커패시터 C2, CXNUMX의 과도 충전 프로세스(예: 충전기가 부하 없이 켜진 경우) 동안 이를 제한합니다.

VS1이 열리면 전체 배터리 충전 전류가 이를 통해 닫히고 디커플링 다이오드 VD2가 닫히고 네트워크에서 충전기가 소비하는 전력이 감소합니다. 표시 회로의 HL1 LED가 켜지지 않아 배터리가 충전되었음을 나타냅니다. 이러한 프로세스는 공급 전압의 각 반주기마다 반복되므로 반주기 시작 시 HL1 LED의 깜박임을 끄기 위해 저역 통과 필터 R3-C3이 사용됩니다. C3의 전압은 LED 전압에 도달할 시간이 없으며 DA1이 트리거된 후 트랜지스터 VT1이 켜지고 커패시터 C3이 방전됩니다. 제너 다이오드 VD3은 예를 들어 DA9이 오작동하는 경우 충전 회로 입력에서 과전압(전압을 1V로 제한)으로부터 보호합니다.

방전 회로를 사용하면 Ni-Cd 배터리를 완전히 방전하고 경우에 따라 복원할 수 있으므로 "메모리 효과"로 인한 용량 손실 없이 작동이 보장됩니다[2]. 같은 기사에서는 약 30회 작동 주기 후에 개별 배터리에 대해 이러한 작업을 수행할 것을 권장합니다. 현재 더 널리 사용되는 Ni-MH(니켈 금속 수소화물) 배터리에도 "메모리 효과"가 있지만 그 정도는 훨씬 적습니다.

방전은 배터리 1개에 대해 수행됩니다. 방전 기간 동안에는 2차 배터리 대신 단락된 차원 더미가 설치된다. SB1 버튼을 누르면 HL0,6 램프가 배터리에 연결되고 릴레이 K1이 활성화되어 접점이 버튼을 차단하며 배터리가 방전됩니다. 배터리 전압이 약 2V이면 릴레이 KXNUMX이 접점을 열고 배터리가 방전 회로에서 분리됩니다. HLXNUMX 램프는 방전 상태를 표시하고 방전 전류를 안정화하는 데도 도움이 됩니다. 왜냐하면 전압이 감소하면 저항이 감소합니다.

원칙적으로 충전기를 사용하면 두 번째 배터리 대신 차원 모델을 사용하여 완전히 방전된 배터리 하나를 충전할 수 있습니다. 이를 위해서는 의존성: 1=0.011C에 따라 충전 시간 t를 제어해야 합니다. (시간) 여기서 C는 배터리 용량(mAh)입니다.

예를 들어, 1000mAh 용량의 배터리를 충전해야 합니다. 이렇게 하려면 ASU를 사용하여 t=220 0,011=1000(시간) 동안 11V 네트워크에 연결해야 합니다. 이 경우 자동 제어 시스템의 자동화 및 표시가 작동하지 않습니다.

충전기는 Samsung A300 휴대폰의 충전기 본체에 조립되어 있습니다(그림 2). 열적 조건을 용이하게 하기 위해 케이스에 직경 3mm의 구멍이 뚫려 있습니다. 1개의 AA 크기 배터리용 표준 배터리 카세트(방전 회로 수용용)는 모서리 삽입물을 통해 케이스 한쪽에 접착되어 있습니다. 기존 장치 대신 무선 구성 요소가 포함된 새 장치가 설치되고 하우징에 미리 만들어진 구멍(직경 3mm)이 HL88 LED용으로 사용됩니다. 본 장치의 보드는 비닐 플라스틱과 같은 열가소성 플라스틱으로 만들어졌습니다. 무선 구성 요소는 접착되어 있거나 리드가 보드에 융합되어 있습니다. 충전기의 모든 접착 연결부는 XNUMXHT 접착제로 만들어졌습니다. 설치 - 장착되었습니다.

자체 제작 릴레이 K1은 KEM-2 리드 스위치(15A 턴에서 트리거됨)를 기반으로 만들어졌습니다. 리드 스위치 본체 위에 폴리 염화 비닐 튜브를 놓고 PEL-1 와이어 00,12mm를 사용하여 전체 길이를 200 바퀴 감았습니다. 저항 R8(그림 1)은 1...0,6V 내에서 릴레이 K1의 해제 전압을 선택합니다.

충전기는 MPT-0,125 유형(R1.R2 - MLT-0,25)의 저항기를 사용합니다. 73V용 필름 커패시터 K17-250(C1.C2). 수입된 산화물 커패시터 10V(C3, C4), 베이스 없는 소형 백열 펌프 3V/0,1A 및 직경 3mm의 밝은 빨간색 LED. 이 장치는 일반적인 용도로 거의 모든 실리콘 저전력 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.

양극 pn 접합으로 제어되는 사이리스터를 찾을 수 없어 모토로라 트라이악(VS1)을 사용했습니다. 이는 트랜지스터 등가물로 성공적으로 대체될 수 있습니다(그림 3). 교체가 실험적으로 검증되었습니다.

서비스 가능한 무선 부품으로 올바르게 조립된 충전기는 저항 R1을 사용하여 응답 전압 DA6을 설정하기만 하면 됩니다. 저항은 양극 버스에서 분리되고 2.9V의 정전압이 별도의 소스에서 분배기 R6-R7로 공급됩니다(그림 1). 배터리가 설치된 상태에서 충전기가 네트워크에 연결되고 저항 R6이 선택되어 DA1 마이크로 회로가 작동하기 시작합니다(HL1 LED의 발광 또는 오실로스코프를 사용하여 모니터링). 그 후, R6이 제자리에 배치되고 구조가 최종적으로 조립됩니다.

요소 C3. R4. VD3 및 VT1은 충전기의 전기적 특성을 변경하지 않고 회로에서 제거할 수 있습니다. 왜냐하면 신뢰성과 사용 편의성만 향상됩니다(배터리 충전 종료에 대한 더 나은 신호 제공). 커패시터 C2를 제외하는 것이 가능합니다. 이렇게 하면 충전 전류가 약간 감소합니다.

만능충전기 입니다. 내 버전의 충전기는 휴대폰 충전기로 사용되는 것을 포함하여 XNUMX년 넘게 성공적으로 사용되었습니다. 이를 위해 필요한 회로가 도입되었습니다. 더 작은 배터리, AAA 크기를 충전하려면 충전기에 접촉되도록 간단한 어댑터를 사용합니다. 또한 이미 언급한 바와 같이 하나의 배터리로 작동하려면 단락된 차원의 AA 배터리 모델이 필요합니다.

경고! 충전기의 전기 회로는 220V 네트워크에 연결되어 있습니다! 충전기를 사용할 때 전류가 흐르는 회로를 만지지 마십시오!

문학

S. Biryukov. "조정 가능한" 제너 다이오드가 있는 충전기. - 라디오. 2003. 3호. 57페이지.
B.스테파노프. Ni-Cd 배터리의 "수명"을 연장합시다. - 라디오, 2006. 5번.

저자: V.Gustkov, 사마라

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