Viene proposta un'opzione per la produzione di un caricabatterie per elettrodomestici, con impostazione della corrente e della tensione di carica, con stabilizzazione della corrente al carico.
Con la vita periodica in una casa estiva, a volte diventa necessario ricaricare varie fonti di energia per un orologio, un ricevitore, una torcia. Inoltre, le batterie agli ioni di litio dei vecchi telefoni cellulari utilizzate in quelli precedentemente fabbricati richiedono una carica. prodotti fatti in casa. Dato che le batterie utilizzate hanno forme, dimensioni e dimensioni di montaggio diverse, nonché diverse modalità di ricarica, è necessario creare, in una certa misura, un caricabatterie universale (caricatore). Poiché questo caricabatterie verrà utilizzato solo periodicamente, non ha senso produrre o acquisire memoria specializzata per ogni tipo di batteria.
A questo proposito, per caricare varie batterie a basso consumo, produrremo un singolo caricatore semplificato ma affidabile. Quando si caricano le batterie sotto controllo visivo periodico al termine della carica, avendo la possibilità di impostare le modalità (corrente stabile e massima tensione di carica), un tale caricabatterie garantirà un funzionamento di alta qualità.
Il processo di fabbricazione del caricatore per l'attività è discusso di seguito.
1. Installazione dei dati di origine.
Per il corretto funzionamento delle batterie all'idruro di nichel-metallo, si raccomanda di mantenere la tensione di funzionamento sulle celle entro 1,2 ... 1,4 volt, ed è consentita una riduzione massima a 0,9 volt. Si consiglia di eseguire una ricarica rapida delle celle della batteria NiMH a una tensione di 0,8 ... 1,8 volt, con una corrente di carica nell'intervallo 0,3 ... 0,5 C.
La tensione di funzionamento per una batteria agli ioni di litio è 3,0 ... 3,7 volt. La batteria deve essere caricata a una tensione massima di 4,2 volt, con una corrente di carica nell'intervallo 0,1 ... 0,5 C (fino a 450 mA con una capacità della batteria di 900 mAh).
Date le raccomandazioni, stabiliamo le seguenti caratteristiche della memoria prodotta:
La tensione di uscita è di 1,3 ... 1,8 volt (per una batteria NiMH).
La tensione di uscita è 3,5 ... 4,2 volt (per una batteria agli ioni di litio).
Corrente di uscita (regolabile) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
La tensione di ingresso è 9 ... 12 volt.
La corrente di ingresso è 400 mA (1000 mA).
2. Fonte attuale.
Come fonte corrente di memoria, utilizziamo un adattatore mobile 220/9 volt, 400 mA. È possibile utilizzare un adattatore più potente (ad esempio, 220 / 1,6 ... 12 volt, 1000 mA). In questo caso, non sono necessarie modifiche al design della memoria.
3. Circuito del caricatore.
Il circuito di memoria è facile da fabbricare e mettere in servizio, non ha parti scarse e costose. Il dispositivo consente di caricare varie batterie con una corrente stabile, preinstallata. Inoltre, prima di iniziare la ricarica, è possibile impostare la tensione limite, al di sopra della quale non aumenterà ai terminali della batteria, durante l'intero processo di ricarica.
Facciamo la memoria secondo lo schema.
4. Descrizione del funzionamento del circuito di memoria.
L'unità di controllo della corrente di uscita è costruita su un transistor composito VT1. Il valore massimo della corrente di carica in uscita è limitato dal resistore a bassa resistenza R7 (con i valori nominali delle parti indicate nello schema e il corrispondente alimentatore, la corrente di carica massima della batteria agli ioni di litio raggiunge 1,2 A). In assenza di un resistore, della resistenza e della potenza necessarie, può essere assemblato da diversi resistori economici e comuni. Ad esempio, nel design sopra, la resistenza R7 da tre watt con una resistenza di 3,4 ohm è assemblata da due gruppi collegati in serie, tre resistori paralleli MLT-1 con una resistenza di 5,1 ohm.
Sul transistor VT2 e sui resistori R5, R6 sono implementati uno stabilizzatore e un regolatore della corrente di carica. La resistenza variabile R6 è collegata in parallelo con la resistenza limite R7 ed è un sensore di corrente. La corrente attraverso il resistore R6 è proporzionale alla corrente attraverso il resistore R7, ma a causa del rapporto di resistenze è molto più piccola, il che consente di controllare la corrente di uscita usando un resistore alternato e un transistor a bassa potenza.
Sotto carico, nel sensore di corrente appare una caduta di tensione proporzionale alla corrente di passaggio. Quando la corrente di carica cambia, per vari motivi, la tensione scende attraverso R6 e, di conseguenza, la tensione di controllo basata sul transistor VT2 cambia proporzionalmente.
Con un aumento della tensione basato su VT2, la corrente K-E del transistor VT2 aumenta, riducendo la tensione basata su VT1. In questo caso, il transistor di potenza VT1 inizia a chiudersi, riducendo la corrente di carica della batteria. Al contrario, con una diminuzione della tensione basata su VT2, la corrente di carica aumenta. Pertanto, viene eseguita la correzione automatica della corrente nel carico - stabilizzazione della corrente di carica.
Modificando la resistenza del resistore R6, è possibile impostare la corrente di carica della batteria richiesta. Dopo la regolazione, si verificano processi simili di stabilizzazione della corrente appena impostata.
Il nodo per l'impostazione della tensione limite è realizzato su un regolatore di tensione regolabile DA1 (TL431). Selezionando la resistenza dei resistori R3 e R4, selezioniamo l'intervallo di controllo della tensione ottimale. Usando un resistore variabile R4, impostiamo il limite di tensione in uscita (prima di collegare la batteria al caricabatterie).
Quando si collega una batteria scarica al caricabatterie, la tensione di uscita diminuisce. La corrente impostata dalla resistenza R6 inizia a fluire attraverso la batteria. Mentre la carica e aumenta la tensione della batteria, il potenziale dell'elettrodo di controllo del diodo zener DA1 si avvicina a 2,5 volt, il diodo zener TL431 inizia ad aprirsi. Allo stesso tempo, la tensione basata su VT1 diminuisce gradualmente, il transistor di potenza si chiude e la corrente di carica che fluisce attraverso di essa diminuisce gradualmente fino a quasi zero.
Un amperometro (multimetro) è incluso nel connettore X2 per l'impostazione e il monitoraggio della corrente di carica, quando si caricano elementi dello stesso tipo, viene invece installato un ponticello.
Il connettore X3 viene utilizzato per installare una batteria agli ioni di litio da un telefono cellulare. È possibile installare batterie cilindriche di varie lunghezze con una tensione di 1,2 ... 1,4 volt nel connettore X4. I diodi VD1 e VD2 sono inclusi nel circuito del connettore X4 per ridurre la tensione di carica della batteria a 1,3 ... 1,8 volt e per prevenire la scarica della batteria quando il caricabatterie è spento. Utilizzando le sonde remote con una clip, è possibile collegare una batteria non standard con una tensione di funzionamento fino a 6 ... 9 volt per la ricarica.
5. Realizzazione della custodia del caricatore
Per l'alloggiamento della memoria utilizziamo un coperchio di plastica di un vecchio relè, che misura 90 x 60 x 65 mm. Rinforziamo la custodia con un pannello PCB per l'installazione dei connettori. Eseguiamo i fori di montaggio necessari.
6. Completiamo la custodia con connettori e realizziamo elementi non standard.
7. Montiamo la custodia con elementi a cerniera. Sul pannello posteriore sono presenti connettori: controllo X2 (in basso) e ingresso X1 per il collegamento all'adattatore di alimentazione del caricabatterie. Nella parte superiore del case è presente un pannello per l'installazione di una batteria agli ioni di litio.
8. Il lodgement è fissato sul lato anteriore della memoria e contatti per l'installazione di batterie cilindriche.
9. Completiamo la memoria con parti secondo lo schema sopra.
Rinviamo le parti che hanno molto calore. In questo caso, è un transistor di potenza VT1 su un radiatore e un resistore assemblato R7, composto da sei resistori di potenza inferiore. Per migliorare il regime di temperatura, raccogliamo queste parti su una scheda separata. Le parti rimanenti vengono installate e saldate sulla seconda scheda.
Le dimensioni delle schede sono determinate dalle dimensioni interne della custodia e dalla loro posizione nel volume della custodia. Dopo aver determinato la posizione delle schede, eseguiamo fori nella custodia per resistenze variabili e fori di ventilazione per la dissipazione del calore.
10. Assemblaggio della memoria
Secondo lo schema di memoria, raccogliamo le schede di alimentazione e controllo, controlliamo il funzionamento del circuito.
Installiamo e ripariamo tutti gli accessori nella custodia. Per escludere possibili contatti elettrici, isoliamo la scheda di controllo dall'ambiente con un cappuccio di plastica.
Assembliamo il design della memoria nel suo insieme e controlliamo il funzionamento del dispositivo.
11. Il lavoro del caricabatterie.
Prima di collegare la batteria agli ioni di litio al caricabatterie, utilizzando la resistenza variabile R4 (regolazione della tensione), impostiamo il limite di carica sui terminali di uscita per questa batteria.
Colleghiamo la batteria, la tensione di uscita diminuisce alla tensione residua sulla batteria. Regolando la resistenza del resistore R6 (regolazione della corrente), impostiamo la corrente di carica richiesta.
Quando si installa una batteria cilindrica, il processo di selezione delle modalità è simile.
All'accensione del caricabatterie, prima di installare la batteria, si apre lo stabilizzatore di tensione DA1 (la tensione sull'elettrodo di controllo del diodo zener è superiore a 2,5 volt) e si accende il LED2 (indicatore rosso, sinistro).
Colleghiamo la batteria, la tensione di uscita diminuisce. La carica inizia con la corrente stabile impostata. LED2 si spegne. A seconda della corrente impostata, è possibile un po 'di illuminazione del LED3 (indicatore rosso, a destra).
Quando viene raggiunta la tensione impostata, la carica continua a questa tensione, ma con una corrente di carica decrescente. La luminosità del LED3 aumenta, il LED2 si accende. La massima luminosità dei LED LED2 e LED3 indica la corrente di carica minima inerente alla fine della carica della batteria.
