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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 비접촉식 충전기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 충전기, 배터리, 갈바니 전지 오늘날 비접촉식 모바일 장치를 충전하는 새로운 방법이 있습니다. 그 본질은 충전 중인 장치가 충전기와 직접 전기적으로 접촉하지 않는다는 사실에 있습니다. 이 방법은 휴대폰, 스마트폰 등을 충전하는 데 사용됩니다. 저자는 LED 손전등의 배터리를 충전하기 위한 비접촉식 충전기의 자체 버전을 제공합니다. 손전등과 같이 교체 가능한 배터리가 있는 장치를 자주 사용함에 따라 갈바닉 배터리를 자주 교체하거나 배터리를 사용하는 경우 주기적으로 충전해야 합니다. 배터리를 충전하려면 손전등 본체에서 배터리를 제거해야 하는데 이는 항상 편리한 것은 아닙니다. 동시에 소위 비접촉식 충전 기술이 더욱 널리 보급되고 있습니다. 대부분의 이러한 충전기(충전기)의 작동 원리는 에너지 소스와 소비자 간의 유도 결합을 기반으로 합니다. 독자의 관심을 끌기 위해 제공되는 손전등의 메모리도 같은 원리로 작동합니다. 제안된 충전기의 기본은 소형 형광등(CFL)의 전자식 안정기입니다. 알려진 바와 같이 CFL 전자식 안정기는 수십 kHz의 주파수에서 작동하는 펄스 발생기입니다. 이 주파수로 인해 변압기 및 밸러스트 초크를 포함하여 장치의 모든 요소는 크기가 작습니다. 형광등을 통과하는 전류를 제한하는 요소는 안정기 초크입니다. 그리고 이런 의미에서 가장 단순한 충전기의 안정기 커패시터와 동일한 기능을 수행합니다. 충전 전류를 제한(설정)합니다. 메모리의 블록 다이어그램은 그림에 나와 있습니다. 1. CFL에서 실제 전자식 안정기를 사용했는데 평활 커패시터가 있는 정류기, 펄스 발생기 및 안정기 초크가 포함되어 있으며 형광등이 직렬로 연결되지 않고 절연 변압기가 연결되어 있습니다. 이 변압기는 충전기와 손전등 배터리 사이의 연결 요소 역할을 합니다. 밸러스트 초크와 직렬로 연결되어 있기 때문에 통과하는 전류가 제한되고 부분적으로 변류기 역할을 하므로 XNUMX차 권선이 단락되어도 치명적인 결과를 초래하지 않습니다. 변압기의 XNUMX차 권선은 충전기 하우징에 있고 XNUMX차 권선은 랜턴에 있습니다. 전류는 주로 밸러스트 초크의 인덕턴스와 주전원 전압에 의존하는 변압기의 XNUMX차 권선을 통해 흐르므로 상대적으로 안정적으로 유지됩니다.
램프에서 변압기의 XNUMX차 권선에 교류 전압이 발생하고 정류되어 전압 제한기를 통해 램프 배터리로 공급됩니다. 변압기의 XNUMX차 권선의 전류는 제한되기 때문에 XNUMX차 권선에서도 제한됩니다. 변류기의 매개변수를 변경하여 배터리 충전에 필요한 전압과 전류를 설정할 수 있습니다. 배터리 전압이 최대값에 도달하면 리미터가 켜집니다. 배터리의 전압이 증가하지 않고 "추가" 전류가 리미터를 통해 흐릅니다. CFL의 전자식 안정기 구성과 개선 사항이 그림에 나와 있습니다. 2. 새로 도입된 모든 요소와 연결은 색상으로 강조 표시됩니다. 18 ~ 20W 전력의 CFL이 사용되었습니다. 케이스를 개봉하면 일반적으로 금속 핀에 감겨 있는 형광등의 전선 리드(4개)를 보드에서 제거합니다. 그런 다음 보드를 램프 베이스에 연결하는 전선을 분리합니다. 보드는 뚜껑이 있는 적당한 크기의 플라스틱 케이스에 넣습니다. 케이스는 보드 외에 추가 요소를 수용할 수 있을 만큼 충분히 넓어야 합니다. 저자 버전에서는 종이 클립에서 직경 65mm, 높이 28mm의 원통형 상자가 사용되었습니다 (그림 3). 표준 밸러스트 초크 L2와 직렬로 형광등 대신 유사한 CFL의 또 다른 밸러스트 초크 L3와 절연 변압기의 2.1차 권선 T10을 포함합니다. 펄스 발생기의 작동을 나타내기 위해 네온 표시 램프 HL11이 전류 제한 저항 R1 및 RXNUMX을 통해 출력에 연결됩니다. 전체 설치는 힌지 방식으로 수행되며 하우징의 표시등에 해당 직경의 구멍이 만들어집니다.
개선을 위해 본체 직경 24, 길이 82mm의 LED 손전등을 선택했습니다. XNUMX개의 LED와 XNUMX개의 AAA 배터리를 사용합니다. 푸시 버튼 전원 스위치는 나사 조임식 배터리 커버에 있습니다. LED 음극은 램프 본체에 연결됩니다. 랜턴 완성 계획이 그림에 나와 있습니다. 4, 모든 새로운 요소와 연결은 빨간색으로 표시됩니다.
절연 변압기의 권선 T2.2에서 나오는 교류 전압은 다이오드 브리지 VD1을 정류하고 정류 전압의 리플은 커패시터 C1에 의해 평활화됩니다. 다이오드 VD2 및 VD3을 통해 충전 전류가 배터리로 들어갑니다. VD2 다이오드는 대기 모드에서 배터리가 방전되는 것을 방지하고 LED와 병렬로 연결된 VD3 다이오드는 충전 전류를 전달합니다. 전압 리미터는 DA1 칩(병렬 전압 조정기)에 조립되며 LED HL1, HL2는 배터리 충전 모드를 나타냅니다. 충전 시작 시 배터리 전압이 공칭 전압보다 낮으면 DA1 칩의 제어 입력(핀 1)의 전압이 임계값보다 낮습니다. 따라서 미세 회로를 통과하는 전류는 작고 거의 모든 정류 전압이 전류 제한 저항 R5와 HL2 LED(녹색 빛)에서 회로로 공급되어 배터리가 충전 중임을 나타냅니다. 배터리 전압이 임계값에 도달하면 칩을 통과하는 전류가 증가하고 전압 강하가 약 2V로 감소합니다. 충전 전류는 저항 R3과 DA1 칩을 통해 흐르므로 배터리는 점차 충전을 중지합니다. . 이 경우 HL2 LED가 꺼지고 HL1(빨간색 빛)이 빛나기 시작하여 충전이 완료되었음을 알립니다. 장치의 설계는 그림 5에 나와 있습니다. 3. 배터리함의 덮개 5에는 누름 버튼 스위치 1(그림 4의 SA4)가 있습니다. 스위치 5의 하나의 출력 3는 덮개 6의 금속 케이스에 기계적으로 연결되고 두 번째는 스프링 접점 7에 연결됩니다. 스위치는 절연 플라스틱 개스킷 8을 사용하여 덮개에 기계적으로 고정됩니다. 반면 고무 개스킷 XNUMX은 외부 기후 영향으로부터 보호하기 위해 스위치에 장착됩니다.
작업은 다음으로 축소됩니다. 플라스틱 케이싱(3)이 커버(1)에 접착되고 케이싱 중앙에 구멍이 뚫려 프레임(10)이 접착제로 고정되며 그 위에 절연변압기의 2차권선(T2.2)이 감긴다. 스위치 푸셔의 기능은 원통형 자기 회로 11에 의해 수행되며 프레임 10에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 플라스틱 와셔 9가 접착되어 있으며 플라스틱 프레임 12는 상단 중앙의 구멍에 접착되어 있습니다. 변압기의 권선 14(T13)이 감긴 전자식 안정기 하우징의 덮개 2.1. 변압기의 코일을 감는 프레임의 내경은 백래시가 작은 자기 회로 11을 포함하도록 선택되며 저자 버전에서는 직경 6, 길이 15mm의 자기 회로가 사용됩니다. 컴퓨터 전원 공급 장치 초크. 프레임의 높이는 14 - 8 ... 9mm, 프레임은 10 - 6 ... 7mm, 두께는 0,5 ... 0,7mm입니다. 권선 T2.1은 와이어 PEV-350 2의 0,18회 권선, T2.2 권선 - PEV-180 2의 0,1회 권선을 포함합니다. 와셔 직경 9 - 10 ... 12 mm, 두께 - 0,5 ... 1,5 mm, 후자는 자기 회로(11)가 "걸리지 않도록" 선택됩니다. 케이싱의 직경 (약 플라스틱 용기)은 21mm이고 높이는 11mm입니다. 수정된 랜턴은 그림 6에 나와 있습니다. XNUMX.
손전등을 사용할 때 자기 회로는 스위치 푸셔 역할을 합니다. 그러나 램프가 꺼지고 전자식 안정기가 네트워크에 연결되고 자기 회로가 프레임 14에 삽입되면 (그림 5 참조) 권선 T2.1과 T2.2 사이에 유도 결합이 발생하고 전압 권선 T2.2에 표시되고 배터리 충전이 시작됩니다( 그림 7).
이 장치는 작은 크기의 고정 출력 저항 P1-4 또는 가져온 LED를 사용합니다. 케이스 직경이 3mm이고 빨간색과 녹색의 광선이 있습니다. 커패시터 C1 - K10-17v, 다이오드 브리지 VD1의 단자에 설치됩니다. 조정은 권선 T2.2의 회전 수를 선택하는 것으로 시작됩니다. 이를 위해이 권선의 지정된 권선 수를 감고 필터 커패시터가있는 다이오드 브리지를 연결합니다. 자기 코어를 권선 T2.1의 프레임에 삽입하고 그 위에 권선 T2.2를 놓습니다. 저항이 4옴인 가변 저항이 다이오드 브리지의 출력에 연결됩니다(그림 470 참조). 저항을 변경하면 이를 통과하는 전류와 전압이 제어됩니다. 필요한 충전 전류에서 전압은 4,8 ~ 5V여야 합니다(충전된 배터리의 전압은 4,3 ~ 4,4V에 다이오드 VD2 및 VD3의 전압 강하를 더한 값임). 전압이 높을수록 충전 전류가 증가합니다. 손전등에 300 ~ 600mAh 용량의 배터리 40개를 사용할 계획이었기 때문에 약 2.2mA의 충전 전류를 선택했습니다. 측정 결과에 따라 T2 권선의 추가 또는 제거 필요성에 대한 결정이 내려집니다. 권선 수를 선택한 후 권선을 바니시 또는 접착제 층으로 덮어 보호해야 합니다. 자기 회로의 크기와 속성에 따라 다르기 때문에 숫자가 위에 표시된 것과 현저하게 다를 수 있음에 유의해야 합니다. 충전 전류를 높이려면 변류기의 3차 권선 권선 수를 늘리거나 전자식 안정기에서 인덕터 LXNUMX 및 LXNUMX의 인덕턴스를 줄여 전류를 증가시켜야 합니다. 그런 다음 장치의 다른 모든 요소가 브레드 보드에 장착되고 새로 충전 된 배터리가 배터리 칸에 설치되며 DA1 칩의 핀 2과 1가 일시적으로 닫힙니다. 자기 코어를 권선 T2.1의 프레임에 삽입하고 그 위에 권선 T2.2를 놓고 정류기 출력에서 전압(vpr)을 측정합니다(그림 4 참조). 그런 다음 배터리 대신 저항이 470ohm 인 가변 저항이 연결되고 저항을 변경하여 정류기 (vpr)의 출력에 동일한 전압이 설정됩니다. 저항 R1(그림 4 참조)은 이 전압이 수십 밀리볼트 증가(가변 저항에 의해 변경)될 때 HL2 LED가 꺼지고 HL1이 켜지도록 선택됩니다. 필요한 경우 저항 R3을 선택하십시오. 저항은 가변 저항이 꺼지면 정류기 출력의 전압이 초과되지 않고 HL1 LED가 켜지는 정도여야 합니다. TL431CLP 칩의 최대 허용 전류는 100mA이므로 충전 전류는 60...70mA를 초과하지 않아야 합니다. 램프의 완성은 다이오드 VD3의 설치로 시작됩니다. 이렇게하려면 배터리 함을 제거하고 보호 유리를 조심스럽게 제거한 다음 내부에서 LED가있는 보드를 짜내십시오. VD3 다이오드는 LED 출력 사이의 보드에 설치됩니다. 설치의 정확성을 확인한 후 조립을 역순으로 수행하고 램프의 작동 가능성을 확인합니다. 다른 모든 요소는 배터리 덮개의 케이스에 배치됩니다. 고무 개스킷 8에는 두 개의 구멍이 뚫려 있으며(그림 5 참조) 와이어가 MGTF와 같은 신뢰할 수 있는 절연체에 삽입되고 스위치 단자에 납땜됩니다. 이 경우 덮개 3에서 스위치를 제거해야 할 수 있습니다(그림 5 참조). 그런 다음 요소를 케이싱 1에 뜨거운 접착제로 배치하고 고정하고 와이어로 연결합니다. 케이싱에 LED를 설치하기 위해 직경 3mm의 구멍 두 개가 만들어집니다. 제안된 충전기는 다양한 기기에 내장된 배터리나 충전식 배터리를 충전하는 데 사용할 수 있다. 이러한 장치의 설계에 따라 T2.1 권선의 프레임에 자기 회로를 설치할 수 있으며 T2.2 코일을 장착할 수 있을 뿐만 아니라 변압기 설계의 보다 급진적인 변경이 가능합니다. . 저자: I. Nechaev
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