충전기 5...10000mAh. 구성표, 설명

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충전식 셀과 배터리는 종종 휴대용 장치에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 용량이 다를 수 있으므로 충전에는 다른 충전 전류가 필요합니다. 그리고 완전 충전을 의미하는 EMF는 배터리의 직렬 연결된 셀 수에 따라 다릅니다. 이러한 매개변수의 범위가 넓은 충전기가 필요합니다.

제안된 장치를 사용하면 5~10000mAh 용량의 알카라인 배터리와 직렬로 연결된 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14 또는 16개의 셀을 포함하는 배터리를 충전할 수 있습니다. 또한 이 기사에서는 충전식 셀과 배터리(배터리)를 모두 지칭하는 데 한 가지 용어가 사용됩니다.

이 장치는 간헐적인 직류와 가변 극성의 비대칭 전류로 배터리를 충전할 수 있는 기능을 제공합니다. 비대칭 전류로 충전하는 방법은 예를 들어 [1-3]과 같은 문헌에서 꽤 자주 고려됩니다. 장점과 단점에 대해 많이 언급되었습니다. 때로는 용량이 손실된 배터리를 복원할 수 있습니다. 충전 전류는 11위치 스위치로 설정됩니다. 이 전류의 값은 고정되어 있습니다: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500 및 1000mA. 원하는 값은 일반적으로 밀리암페어-시간으로 표시되는 배터리 공칭 용량의 XNUMX분의 XNUMX과 같습니다.

충전기의 블록 다이어그램은 Fig. 1. 발생기는 직사각형 펄스를 생성합니다. 배터리의 EMF 측정, 충전 및 방전을 위한 시간 간격을 형성하는 분배기의 입력에 공급됩니다. 이 세 가지 간격은 하나의 충전 주기를 형성합니다. 비대칭 전류로 충전할 때 지속 시간은 1:2:2와 관련이 있습니다. 여기서 첫 번째 숫자는 EMF 측정의 상대적 지속 시간이고 두 번째 숫자는 충전 전류 1c의 상대적 지속 시간이며 세 번째 숫자는 상대적인 지속 시간입니다. 방전 전류 1p. 비대칭이 꺼지면 이 비율은 1:2:0(방전 간격 제외)이고 충전 전류는 간헐적입니다.

충전기 5...10000mAh
쌀. 1. 충전기의 구조도

충전 중인 배터리의 EMF 측정은 충전 및 방전 전류의 안정기가 꺼질 때 발생합니다. 전압 비교기가 이어집니다. 정격 EMF에 도달하면 제어 장치가 EMF 측정 상태에서 분배기를 중지시키는 결과로 트리거됩니다. 그는 무기한 거기에 머물 수 있습니다. 배터리 EMF가 떨어지면 분배기가 다시 시작되고 충전이 시작됩니다.

충전 및 방전 전류 값은 장치의 스위치 위치에 따라 적절한 안정기를 설정합니다. 이 경우 충전 전류는 항상 방전 전류보다 XNUMX배 더 큽니다. 전류 안정기와 충전기 마이크로 회로의 페어링을 단순화하기 위해 전원 공급 장치는 공통 와이어에 대해 바이폴라로 만들어집니다. 스태빌라이저 자체에도 양극성 전압이 공급되며 충전되는 배터리의 셀 수에 따라 양의 전압을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 고용량이지만 저전압 배터리를 충전할 때 충전 전류 안정 장치에서 소비되는 전력을 줄일 수 있습니다.

충전기 회로는 그림 2에 나와 있습니다. 1.1. DD1.3, DD1.4, DD150 요소에는 약 3Hz 주파수의 펄스 발생기가 조립됩니다. 그들은 펄스 분배기로 만들어진 카운터 DD5으로 이동합니다. 다이오드 VD6 및 VD0은 카운터의 출력 1 및 3(핀 2 및 7)의 신호에 대해 논리적 OR 기능을 수행하여 배터리 EMF 측정을 위한 시간 간격을 형성합니다. 카운터의 출력 10-2(핀 5, 4, 7, 10)의 신호에 대해 동일한 기능을 수행하는 1개의 다이오드 VD11-VD14이 충전 전류 흐름 간격을 형성합니다. XNUMX개의 추가 다이오드 VDXNUMX-VDXNUMX는 나머지 카운터 출력의 신호를 결합하여 방전 간격을 형성합니다.

쌀. 2. 충전기 회로(확대하려면 클릭)

이미 언급했듯이 충전 중인 배터리의 EMF 측정은 충전 및 방전 회로가 배터리에서 분리될 때 수행됩니다. 공칭 EMF에 도달하면 연산 증폭기 DA1의 전압 비교기 출력 전압 레벨이 높아집니다(약 +15V). 저항 R22와 다이오드 VD3 및 VD4의 리미터를 통한 이 전압은 요소 DD2.2의 입력 중 하나에 공급됩니다. 그것과 DD1.2, DD1.5 및 DD2.1 요소에 분배기 제어 장치가 조립됩니다. 비교기에 의해 DD5 소자의 입력(핀 2.2)에 논리적으로 높은 레벨로 설정되고, EMF 측정 구간에서 분배기로부터 동일한 소자의 두 번째 입력(핀 6)으로 온 동일한 레벨, 넣어 DD2.2 요소를 콘센트에서 낮은 수준의 상태로 전환하여 EMF 측정 위치에서 분배기를 중지합니다.

정지 상태에서 분배기를 단단히 고정하기 위해 비교기 DA1은 저항 R20을 통해 포지티브 피드백으로 덮여 있습니다.

이 커플링은 비교기의 스위칭 특성에 작은 히스테리시스를 생성하여 노이즈 내성을 높입니다. 충전이 중지되는 EMF는 배터리 셀당 1,35 ~ 1,4V입니다. 이 레벨은 트리밍 저항 R19에 의해 조정됩니다.

충전기에 설치된 것과는 달리 충전을 중지해야 하는 EMF로 배터리를 충전할 수도 있지만 충전 과정을 직접 따라야 합니다. 닫힌 상태의 스위치 SA2는 분배기 작동에 대한 비교기 DA1의 영향을 배제하므로 충전중인 배터리의 EMF에 관계없이 계속 작동합니다.

다이오드 VD1, VD2 및 저항 R21은 연산 증폭기의 입력 회로를 고전압 손상으로부터 보호합니다. 비교기에 대한 예시적인 전압 소스는 저항기 R1-R11 및 스위치 SA1.1로 구성됩니다. 스위치 위치를 나타내는 숫자는 충전 중인 배터리의 셀 수에 해당합니다.

DD2.3 논리 소자는 분배기의 충전 신호를 반전시키고 DD1.6 소자는 다시 반전시켜 전류를 증폭하여 충전 전류 안정기를 제어하는 VT6 트랜지스터의 베이스에 공급합니다. 충전 허가는 HL1 녹색 LED로 표시됩니다.

요소 DD2.4는 방전 전류 안정기를 제어하는 트랜지스터 VT7의베이스에 적용하기 전에 분배기의 방전 간격 신호를 반전시킵니다. 이 스태빌라이저의 작동이 허용된다는 사실은 노란색 HL2 LED로 표시됩니다. 배터리 충전이 완료되면 HL1 LED가 꺼지고, 비대칭 전류 모드에서 수행된 경우 HL2 LED도 꺼집니다. 다이오드 VD15 및 VD16은 닫힐 때 트랜지스터 VT6 및 VT7의 베이스에서 역전압을 제한합니다.

SA3 스위치로 충전 전류의 비대칭성을 끌 수 있습니다. 접점이 닫히면 DD2.4 요소는 방전 전류 안정기를 켜는 신호를 차단하고 DD1.2, DD1.5 및 DD2.1 요소는 분배기를 EMF 측정 상태로 전환하는 신호를 형성합니다. 따라서 충전 주기에 방전 간격이 없고 충전 전류가 간헐적입니다. HL1 LED만 켜집니다.

트랜지스터 VT1, VT3 및 VT4에는 충전 전류 안정기가 조립됩니다. 전류 값은 스위치 SA29에 의해 선택된 저항 R42-R4.1의 저항에 따라 달라집니다. 트랜지스터 VT2 및 VT5는 스위치 SA47에 의해 선택된 저항 R59-R4.2의 저항에 따라 방전 전류를 안정화합니다.

충전기의 전원 공급 장치 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 3. 대부분의 공급 전압은 브리지 다이오드 VD3에 의해 정류된 변압기 T5의 권선 1-19의 교류 전압에서 얻습니다. 연산 증폭기 DA15에 전원을 공급하기 위한 전압 조정기 +/-1V는 제너 다이오드 VD21-VD24 및 저항 R62, R63에서 만들어집니다. 제너 다이오드 VD26, VD27 및 저항 R64, R65는 디지털 회로용 +/-4,7V 전압 조정기를 형성합니다.

쌀. 3. 충전기의 전원 공급 장치 다이어그램(확대하려면 클릭)

충전 전류 안정기에 전원을 공급하기 위해 정류 전압을 단계별로 조정하는 VD20 다이오드 브리지 정류기가 사용됩니다. SA6과 쌍을 이루는 SA10 스위치로 변압기 T1의 1.2차 권선 1.1-11의 탭을 전환하여 생성됩니다. 방전 전류 안정기는 VD12 다이오드 브리지의 불안정한 정류기를 통해 변압기 T1의 권선 25-XNUMX에서 전원을 공급받습니다.

충전기는 180x200xx165mm 크기의 스틸 케이스에 조립됩니다. 전면 패널에는 배터리 연결을 위한 모든 스위치, LED 및 클립이 있습니다. 가용성 인서트 VPB6-1(FU1)의 홀더가 후면 패널에 설치되고 전원 코드가 나옵니다. 하우징 내부에는 T1 변압기와 170x190mm 회로 기판이 있습니다. 80x80mm 크기의 한쪽에 늑골이 있는 방열판이 보드에 부착되어 있으며 평평한 면에는 개스킷 없이 트랜지스터 VT3-VT5가 고정되어 있습니다.

1...30 VA 전력의 변압기 T40은 할로겐 램프에 전력을 공급하도록 설계된 재료로 제작되었습니다. 토로이달 강철 자기 코어가 있습니다. 기본은 유지되고 12V 보조는 제거됩니다. 권선 3-5는 직경 2mm의 PEV-0,28 와이어로 감겨 있으며 중간에서 탭으로 180회 회전합니다. 이 권선의 각 절반의 전압은 14V입니다. 권선 11-12는 동일한 와이어의 39회 권선으로 구성되며 전압은 6,6V입니다. 다중 핀 권선 6-10은 직경 2의 PEV-0,67 와이어로 감겨 있습니다. mm. 총 132개의 턴이 있으며 33개의 섹션 각각에 6개의 턴이 있습니다. 핀 10과 22 사이의 전압은 9V입니다. 핀 10와 5,5 사이는 8V, 핀 10과 11 사이는 7V, 핀 10과 16,5 사이는 XNUMXV입니다.

스위치 SA1 및 SA4 - PM 11P2N, 스위치 SA2, SA3 - MT1 또는 유사한 가져오기, SA5 - TP1-2. 충전식 배터리 GB1을 연결하기 위한 클램프 XT2 및 XT1로 두 개의 클램프(빨간색과 검은색)가 있는 어쿠스틱 스피커용 스프링 커넥터가 사용됩니다. 배터리의 양극은 빨간색 클램프에 연결되고 음극은 검은색 클램프에 연결됩니다.

이 장치는 고정 MLT 저항, 튜닝 저항 SP3-38a, 산화물 커패시터 K50-16 및 유사한 수입 세라믹 커패시터 K10-7v를 사용합니다. 다이오드 브리지 KTS407A 및 RS107은 매개변수가 유사한 다른 브리지로 교체할 수 있습니다.

저항 R26을 선택하여 장치 설정을 시작하십시오. 이렇게 하려면 다중 범위 밀리암미터를 터미널 XT1 및 XT2에 연결합니다. 그런 다음 두 개의 와이어 점퍼를 사용하여 각 트랜지스터 VT6 및 VT7의 이미 터와베이스를 연결하십시오. 저항 R26을 선택하면 트랜지스터 VT2를 통해 전류가 흐르지 않습니다.

충전 전류 안정기를 조정하기 전에 VT6 트랜지스터의 컬렉터와 이미 터를 하나의 와이어 점퍼로 연결하고 VT7 트랜지스터의베이스와 이미 터를 다른 하나에 연결하십시오. 스위치 SA4의 각 위치에서 밀리암미터의 판독값을 따르십시오. 전류가 필요한 것과 ± 5% 이상 크게 다른 경우 적절한 저항을 선택하여 정상으로 가져옵니다.

같은 방법으로 방전 전류 안정기를 확인하되 VT6 트랜지스터의베이스를 이미 터에 연결하고 콜렉터를 VT7 트랜지스터의 이미 터에 연결하십시오. 방전 전류는 스위치 SA4에 의해 설정된 충전 전류보다 XNUMX배 낮아야 합니다. 그렇지 않은 경우 방전 전류 안정기에서 적절한 저항을 선택하십시오.

설명된 작업을 수행한 후 모든 점퍼를 제거하는 것을 잊지 마십시오. 이제 충전이 중지되는 임계값 EMF를 조정해야 합니다. 이렇게하려면 플러스를 XT2 단자에 연결하고 마이너스를 XT1 단자에 연결하십시오. 이 단자는 저항이있는 조정 가능한 외부 안정화 전압 소스 (예 : 100 옴, 1W)입니다. SA4 스위치를 사용하여 충전 전류를 2mA로 설정하고 SA1 스위치를 사용하여 충전 요소 수를 19개로 설정하고 트리밍 저항 R8,1 엔진을 최소 저항 위치(다이어그램에 따라 왼쪽)로 이동합니다. 튜닝 저항을 사용하여 8,4 ~ 1V의 외부 소스 전압에서 충전 전류를 확실하게 차단합니다. HL3 LED와 SA2 스위치가 비대칭 충전 모드에 있는 경우 HLXNUMX LED는 이 때 꺼야 합니다. 전압이 초과되었습니다.

SA1 스위치의 다른 위치에서 이 조정 후 충전을 중지하기 위해 허용 가능한 EMF 값을 얻으려면 저항 값이 다이어그램에 표시된 값에 최대한 근접한 저항 R1-R11을 선택하거나 높은 값을 사용해야 합니다. -정밀 저항기.

문학

Skrindevsky N. 자동 배터리 충전기. - 라디오, 1991, No. 12, p. 28-30.
Yakovlev E. 저전압 자동 충전기. - Radioamator, 2005, No. 7, p. 21.
Konovalov V. 맥동 충전기-복구 장치. - 라디오 아마추어, 2007, No. 5, p. 30, 31.

저자: A. 비슈네프스키

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