Caricabatterie universale per piccole batterie

Utilizzando il caricabatterie (caricatore) proposto, è possibile ripristinare le prestazioni di quasi tutti i tipi di batterie di piccole dimensioni utilizzate nella vita di tutti i giorni con una tensione nominale di 1,5 V (ad esempio, STs-21, STs-31, STs-32D-0.26 S, D-0.06, D-0.06D, D-0.1, D-0.115, D-0.26D, D-0.55S, KNG-0.35D, KNGTs-1D, TsNK-0.2, 2D-0.25, ShKNG -1D, eccetera.). Il caricabatterie prevede la disconnessione automatica dalla rete allo scadere del tempo di ricarica impostato e quando viene superato il valore di tensione consentita sulla batteria. Il caricabatterie fornisce anche un'indicazione del valore della corrente di carica.

Il circuito elettronico della memoria universale è mostrato in fig. 1; è composto da cinque diverse unità funzionali:

• fonte di corrente continua;
• schemi per l'impostazione della durata del tempo di ricarica;
• circuiti per l'accensione e lo spegnimento automatico della memoria dalla rete;
• circuiti di indicazione della corrente di carica;
• fonte di potere.

Riso. 1. Diagramma schematico

Le batterie possono essere caricate con cinque diverse correnti di carica: 6, 12, 26, 55 e 100 mA. La corrente di carica viene selezionata utilizzando rispettivamente gli interruttori SA2-SA5, collegando uno dei gruppi di resistori Rl - R4 in parallelo a R5. Ad esempio, quando si caricano le batterie STs-21, STs-31, STs-32 per i moderni orologi elettronici, viene utilizzata una corrente di carica di 6 o 12 mA. Quando si carica con una corrente di 6 mA, gli interruttori SA2 -SA5 rimangono nella posizione mostrata nello schema. Con una corrente di carica di 12 mA, la resistenza R4 è collegata in parallelo alla resistenza R5 tramite l'interruttore SA2. e con una corrente di 26 mA, un resistore R3 è collegato in parallelo al resistore R5 utilizzando SA3, ecc.

Le prestazioni delle batterie per orologi elettronici vengono ripristinate circa 1...3 ore dopo la connessione al dispositivo e se la tensione della batteria raggiunge 2,2...2,3 V, il caricabatterie viene automaticamente disconnesso dalla rete.

Il circuito per l'accensione e lo spegnimento automatico del caricabatterie dalla rete è realizzato su un transistor VT4, un diodo VD3, un relè elettronico K1 e resistori R6, R7. La tensione di soglia di 2,2 ... 2,3 V viene impostata utilizzando un resistore variabile R7. La tensione sulla batteria attraverso il diodo VD1 e il resistore R7 viene fornita alla base del transistor VT4. Quando la tensione raggiunge un livello di 2,2 ... 2,3 V, il transistor si apre e la tensione sul relè K1 diminuisce, il contatto K disconnette il caricabatterie dalla rete. Per accendere la memoria è sufficiente una breve pressione su SA1. Dopo una breve attivazione di SA1, il relè K1 viene attivato, i suoi contatti K bloccano i contatti SA1 e il caricabatterie viene collegato alla rete.

Il circuito di impostazione del tempo di ricarica è realizzato sui microcircuiti DD4 K155LAZ, DD2, DD3 K155IE8, DD1 K155IE2. Un generatore a bassa frequenza è costruito sugli elementi logici DD4.1, DD4.2, resistori R9, R10 e sul condensatore C2. Con l'aiuto dei microcircuiti K155IE8 vengono realizzati due contatori del divisore di frequenza di ingresso con un fattore di divisione di 64 e sul microcircuito K155IE2 un contatore divisore con un fattore di divisione di 10. La frequenza del generatore può essere modificata utilizzando un resistore variabile R10. Modificando la frequenza del generatore è possibile regolare la durata della ricarica da 2 a 20 ore, tuttavia dato che il tempo di ricarica per quasi tutti i tipi di batterie di piccole dimensioni è di 15 ore, è consigliabile impostare il tempo di ricarica in modo rigido a 15 ore - il livello di 1 logico attraverso il diodo VD2 e il resistore R7 viene applicato alla base del transistor VT4. Quest'ultimo, aprendosi attraverso i contatti del relè K1, disconnette il caricabatterie dalla rete.

Il circuito di indicazione del valore della corrente di carica è realizzato utilizzando la PROM K155REZ, gli indicatori digitali a semiconduttore HL1, HL2 ALS324B e i resistori Rll-R19. In questo caso è necessario prescrivere nella PROM K155REZ il programma riportato in Tabella 1. 1.

I display digitali a stato solido mostrano uno dei cinque diversi valori della corrente di carica con cui viene caricata la batteria in quel momento. Va notato che quando si carica con una corrente di 100 mA, poiché si tratta di un numero a tre cifre, sugli indicatori HL1, HL2 viene visualizzato il numero 98.

A causa del fatto che l'ingresso E (pin 15) della PROM è collegato al generatore a bassa frequenza tramite l'elemento DD4.3, le informazioni digitali sugli indicatori lampeggiano con la frequenza del generatore. Questo metodo di indicazione del valore della corrente di carica riduce innanzitutto il consumo di corrente del circuito di visualizzazione. In secondo luogo, utilizzando la frequenza di lampeggio, è possibile stimare approssimativamente il tempo di ricarica preimpostato.

Data la relativa complessità del circuito di indicazione per radioamatori, può essere escluso dalla memoria. Quindi il microcircuito DD5, gli indicatori digitali a semiconduttore HL1, HL2, i resistori Rll - R19 e il secondo gruppo di contatti di commutazione SA2 - SA5 sono esclusi dal circuito. E quando si utilizza il circuito di indicazione, il programma preliminare nella PROM K155REZ può essere scritto con il dispositivo descritto in.

L'alimentazione è realizzata secondo il noto schema sul chip DA1 KP142EH5B. Il microcircuito stesso è fissato alla custodia del trasformatore utilizzando la colla Moment o in altro modo. In questo caso non è necessario utilizzare un dissipatore di calore separato per il chip DA1.

I dettagli del dispositivo sono montati su un circuito stampato, che è inserito in una custodia di polistirolo. La spina di rete ХР1 è fissata sul case. I contatti per il collegamento delle batterie a disco sono realizzati con mollette di plastica domestiche (Fig. 2).

Con la corretta installazione degli elementi del circuito, il dispositivo funziona immediatamente. Il funzionamento del generatore di impulsi viene controllato utilizzando il LED mostrato con linee tratteggiate in fig. 1. Quindi, per impostare il tempo di recupero su 15 ore, utilizzando il resistore R1, viene selezionata una tale frequenza di ripetizione dell'impulso alla quale appare un impulso negativo all'uscita del microcircuito DD3 (sul pin 7) dopo 1,5 minuti. Questo può essere controllato con un LED. Il LED mostrato in linea tratteggiata è scollegato dall'uscita del generatore e collegato durante l'impostazione dell'ora al pin 7 del chip DD3.

La corrente consumata dalla memoria non supera i 350 mA. Per ridurre la potenza, invece dei microcircuiti della serie K155, è possibile utilizzare i microcircuiti della serie K555.

LETTERATURA
1. Horovitz P., Hill W. L'arte dei circuiti.- M.: Mir, 1989, v. 1.
2. Bondarev V., Rukovishnikov A. Caricatore per elementi di piccole dimensioni - Radio, 1989, n. 3. p. 69.
3. Puzakov A. PZU nella letteratura sportiva - Radio, 1982. N. 1. p. 22-23.
4. Goroshkov B. I. Elementi di dispositivi elettronici radio. - M. Radio e comunicazione, 1988.

Chi non ha riscontrato nella propria pratica la necessità di caricare la batteria e, deluso dall'assenza di un caricabatterie con i parametri necessari, è stato costretto ad acquistare un nuovo caricabatterie in negozio o a rimontare il circuito necessario?
Quindi ho dovuto risolvere ripetutamente il problema della ricarica di varie batterie quando non avevo a portata di mano un caricabatterie adatto. Ho dovuto raccogliere in fretta qualcosa di semplice, in relazione ad una batteria specifica.

La situazione era sopportabile fino al momento in cui si è reso necessario un allenamento di massa e, di conseguenza, la ricarica delle batterie. Era necessario realizzare diversi caricabatterie universali: economici, funzionanti in un'ampia gamma di tensioni di ingresso e uscita e correnti di carica.

I circuiti caricabatterie proposti di seguito sono stati sviluppati per caricare batterie agli ioni di litio, ma è possibile caricare altri tipi di batterie e batterie composite (utilizzando lo stesso tipo di celle, di seguito - AB).

Tutti gli schemi presentati hanno i seguenti parametri principali:
tensione in ingresso 15-24 V;
corrente di carica (regolabile) fino a 4 A;
tensione di uscita (regolabile) 0,7 - 18 V (a Uin = 19 V).

Tutti i circuiti sono stati progettati per funzionare con alimentatori di laptop o per funzionare con altri alimentatori con tensioni di uscita CC da 15 a 24 Volt e sono costruiti su componenti ampiamente utilizzati presenti sulle schede di vecchi alimentatori di computer, alimentatori di altri dispositivi, laptop , eccetera.

Schema di memoria n. 1 (TL494)

L'ingresso inverso (pin 2) dello stesso amplificatore di errore viene alimentato con una tensione di confronto regolata mediante un resistore variabile PR1 dalla sorgente di tensione di riferimento integrata nel microcircuito (ION - pin 14), che modifica la differenza di potenziale tra gli ingressi dell'amplificatore di errore.
Non appena la tensione su R10 supera il valore di tensione (impostato dal resistore variabile PR1) sul pin 2 del chip TL494, l'impulso della corrente di carica verrà interrotto e ripreso solo al ciclo successivo della sequenza di impulsi generata dal chip Generatore.
Regolando in questo modo l'ampiezza dell'impulso sul gate del transistor VT2, controlliamo la corrente di carica della batteria.

Il transistor VT1, collegato in parallelo al gate di una potente chiave, fornisce la necessaria velocità di scarica della capacità di gate di quest'ultimo, impedendo il bloccaggio "liscio" di VT2. In questo caso, l'ampiezza della tensione di uscita in assenza di AB (o altro carico) è quasi uguale alla tensione di alimentazione in ingresso.

Con un carico resistivo, la tensione di uscita sarà determinata dalla corrente che attraversa il carico (la sua resistenza), che consentirà di utilizzare questo circuito come driver di corrente.

Quando la batteria è in carica, la tensione all'uscita della chiave (e, quindi, alla batteria stessa) tenderà nel tempo a crescere verso il valore determinato dalla tensione in ingresso (teoricamente) e questo, ovviamente, non può essere consentito , sapendo che il valore di tensione della batteria al litio in carica deve essere limitato a 4,1 V (4,2 V). Pertanto, nella memoria viene utilizzato un circuito del dispositivo di soglia, che è un trigger Schmitt (di seguito - TSh) sull'amplificatore operazionale KR140UD608 (IC1) o su qualsiasi altro amplificatore operazionale.

Quando viene raggiunto il valore di tensione richiesto sulla batteria, al quale i potenziali sugli ingressi diretto e inverso (pin 3, 2 - rispettivamente) di IC1 sono uguali, all'uscita dell'amplificatore operazionale apparirà un livello logico alto (quasi pari alla tensione in ingresso), forzando l'accensione del LED indicatore di fine carica HL2 e del LED optoaccoppiatore VH1 che aprirà il proprio transistor, bloccando l'alimentazione degli impulsi all'uscita U1. La chiave su VT2 si chiuderà, la carica della batteria si interromperà.

Al termine della carica la batteria inizierà a scaricarsi attraverso il diodo inverso incorporato nel VT2, che risulterà essere collegato direttamente alla batteria e la corrente di scarica sarà di circa 15-25 mA, tenendo conto anche della scarica attraverso gli elementi del circuito TS. Se questa circostanza sembra critica a qualcuno, è necessario posizionare un potente diodo nello spazio tra lo scarico e il terminale negativo della batteria (preferibilmente con una piccola caduta di tensione diretta).

L'isteresi TS in questa versione del caricabatterie è scelta in modo tale che la carica ricominci quando la tensione sulla batteria scende a 3,9 V.

Questo caricabatterie può essere utilizzato anche per caricare batterie al litio (e non solo) collegate in serie. È sufficiente calibrare la soglia di risposta richiesta utilizzando un resistore variabile PR3.
Quindi, ad esempio, il caricabatterie, assemblato secondo lo schema 1, funziona con una batteria seriale a tre sezioni di un laptop, composta da due elementi, che è stata montata al posto della batteria al nichel-cadmio per un cacciavite.
L'alimentatore del laptop (19 V/4,7 A) è collegato al caricabatterie assemblato nella custodia standard del caricabatterie per cacciavite invece del circuito originale. La corrente di carica della “nuova” batteria è di 2 A. Allo stesso tempo, il transistor VT2, funzionando senza radiatore, si riscalda fino ad una temperatura massima di 40-42 C.
Il caricabatterie si spegne, ovviamente, quando la tensione della batteria raggiunge i 12,3 V.

L'isteresi TS rimane la stessa in PERCENTUALE quando viene modificata la soglia di risposta. Cioè, se con una tensione di spegnimento di 4,1 V, il caricabatterie viene riattivato quando la tensione scende a 3,9 V, in questo caso il caricabatterie viene riattivato quando la tensione della batteria scende a 11,7 V. Ma se necessario, la profondità dell'isteresi può cambiare.

Calibrazione della soglia del caricatore e dell'isteresi

L'impostazione della modalità corrente è ancora più semplice.
1. Spegniamo il dispositivo di soglia con qualsiasi metodo disponibile (ma sicuro): ad esempio, "piantando" il motore PR3 sul filo comune del dispositivo o "cortocircuitando" il LED del fotoaccoppiatore.
2. Invece di AB, colleghiamo un carico sotto forma di una lampadina da 12 volt all'uscita del caricabatterie (ad esempio, per l'installazione ho utilizzato una coppia di lampade da 12 V per 20 W).
3. Includiamo un amperometro nell'interstizio di uno qualsiasi dei cavi di alimentazione all'ingresso della memoria.
4. Impostare lo slider PR1 al minimo (massimo a sinistra secondo lo schema).
5. Accendere la memoria. Ruotare delicatamente la manopola di regolazione PR1 nella direzione dell'aumento della corrente fino a ottenere il valore richiesto.
Puoi provare a modificare la resistenza di carico verso valori più bassi della sua resistenza collegando in parallelo, ad esempio, un'altra lampada della stessa lampada o addirittura "cortocircuitando" l'uscita della memoria. La corrente non dovrebbe cambiare in modo significativo.

Durante il test del dispositivo, si è scoperto che le frequenze nell'intervallo 100-700 Hz erano ottimali per questo circuito, a condizione che venissero utilizzati IRF3205, IRF3710 (riscaldamento minimo). Poiché TL494 non è completamente utilizzato in questo circuito, l'amplificatore di errore libero del chip può essere utilizzato, ad esempio, per lavorare con un sensore di temperatura.

Va inoltre tenuto presente che con un layout errato, anche un dispositivo a impulsi correttamente assemblato non funzionerà correttamente. Pertanto, non bisogna trascurare l'esperienza di assemblaggio dei dispositivi di impulso di potenza, che è stata più volte descritta in letteratura, vale a dire: tutte le connessioni di "potenza" con lo stesso nome dovrebbero essere posizionate alla distanza più breve l'una rispetto all'altra (idealmente, a uno punto). Quindi, ad esempio, i punti di connessione come il collettore VT1, i terminali dei resistori R6, R10 (punti di connessione con il filo comune del circuito), il terminale 7 U1 - dovrebbero essere combinati quasi in un punto o attraverso un cortocircuito diretto e conduttore largo (autobus). Lo stesso vale per lo scarico VT2, la cui uscita dovrebbe essere "appesa" direttamente al terminale "-" della batteria. Anche i pin IC1 devono trovarsi in stretta prossimità "elettrica" ​​ai terminali AB.

Diagramma di memoria n. 2 (TL494)

Come puoi vedere, per cambiare rapidamente la modalità corrente e lavorare con un numero diverso di elementi collegati in serie, vengono introdotte impostazioni fisse con resistori trimmer PR1-PR3 (impostazione corrente), PR5-PR7 (impostazione soglia di fine carica per un diverso numero di elementi) e gli interruttori SA1 (selezione della corrente di carica) e SA2 (selezione del numero di celle della batteria da caricare).
Gli interruttori hanno due direzioni, dove le loro seconde sezioni commutano i LED di indicazione della selezione della modalità.

Un'altra differenza rispetto al dispositivo precedente è l'utilizzo del secondo amplificatore di errore TL494 come elemento di soglia (acceso secondo lo schema TS), che determina la fine della carica della batteria.

Bene, e, ovviamente, come chiave è stato utilizzato un transistor a conduttività p, che ha semplificato il pieno utilizzo del TL494 senza l'uso di componenti aggiuntivi.

La procedura per impostare le soglie di fine carica e le modalità corrente è la stessa, nonché per impostare la versione precedente della memoria. Naturalmente, per un numero diverso di elementi, la soglia di risposta cambierà multipli.

Durante il test di questo circuito, è stato notato un riscaldamento più forte della chiave sul transistor VT2 (durante la prototipazione utilizzo transistor senza radiatore). Per questo motivo dovresti utilizzare un altro transistor (che semplicemente non avevo) di conduttività adeguata, ma con parametri di corrente migliori e resistenza a canale aperto inferiore, oppure raddoppiare il numero di transistor indicati nel circuito collegandoli in parallelo con connettori separati resistori di porta.

L'utilizzo di questi transistor (nella versione "singola") non è critico nella maggior parte dei casi, ma in questo caso il posizionamento dei componenti del dispositivo è previsto in un contenitore di piccole dimensioni utilizzando radiatori di piccole dimensioni o senza radiatori.

Diagramma di memoria n. 3 (TL494)

Schema di memoria n. 3a (TL494)

Diagramma di memoria n. 4 (TL494)

Tale modulo è sempre utile per i test al banco sia della batteria che di altri dispositivi. Ha senso utilizzare strumenti integrati (voltmetro, amperometro). Le formule per il calcolo delle induttanze di accumulo e di interferenza sono descritte in letteratura. Dico solo che durante i test ho utilizzato varie induttanze già pronte (con la gamma di induttanze indicate), sperimentando una frequenza PWM da 20 a 90 kHz. Non ho notato alcuna differenza particolare nel funzionamento del regolatore (nell'intervallo di tensioni di uscita di 2-18 V e correnti di 0-4 A): lievi cambiamenti nel riscaldamento della chiave (senza radiatore) mi andavano bene discretamente. L'efficienza, tuttavia, è maggiore quando si utilizzano induttanze più piccole.
Il regolatore ha funzionato meglio con due induttanze da 22 µH collegate in serie in nuclei armati quadrati da convertitori integrati nelle schede madri dei laptop.

Schema memoria n. 5 (MC34063)

Diagramma di memoria n. 6 (UC3843)

Negli schemi 5 e 6, negli esperimenti sono stati utilizzati gli stessi set di componenti (compresi gli induttanze). Secondo i risultati del test, tutti i circuiti elencati non sono molto inferiori l'uno all'altro nell'intervallo di parametri dichiarato (frequenza / corrente / tensione). Pertanto, per la ripetizione è preferibile un circuito con meno componenti.

Diagramma di memoria n. 7 (TL494)

È stato utilizzato un relè per commutare la batteria dalla modalità "carica" ​​alla modalità "carico".

Lavorare con la memoria è simile a lavorare con i dispositivi precedenti. La calibrazione viene eseguita spostando l'interruttore a levetta sulla modalità "calibrazione". In questo caso, il contatto dell'interruttore a levetta S1 collega il dispositivo di soglia e il voltmetro all'uscita del regolatore integrale IC2. Dopo aver impostato la tensione necessaria per la prossima ricarica di una particolare batteria all'uscita di IC2, utilizzando PR3 (rotazione dolce) ottengono l'accensione del LED HL2 e, di conseguenza, il funzionamento del relè K1. Riducendo la tensione all'uscita di IC2, HL2 viene spento. In entrambi i casi, il controllo viene effettuato da un voltmetro integrato. Dopo aver impostato i parametri di funzionamento della PU, l'interruttore a levetta viene commutato sulla modalità di carica.

Schema n. 8

Progettazione del caricabatterie

Ne ha progettati diversi, diversi per funzionalità ed elementi base, misuratori digitali della durata dell'impulso.

Più di 30 proposte di razionalizzazione per la modernizzazione di unità di varie attrezzature specializzate, incl. - Alimentazione elettrica. Da molto tempo mi occupo sempre più di automazione energetica ed elettronica.

Perché sono qui? Sì, perché qui sono tutti uguali a me. Ci sono molte cose interessanti per me qui, dato che non sono forte nella tecnologia audio, ma mi piacerebbe avere più esperienza in questa particolare direzione.

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Il dispositivo fornisce una corrente di carica stabile, si spegne automaticamente quando viene raggiunta la tensione della batteria specificata. Lo schema funziona così:

Per alcuni secondi, viene fornita una corrente di carica alla batteria, quindi si spegne automaticamente, per circa 1 secondo, e viene misurata la forza elettromagnetica sulla batteria.

In genere, la forza elettromagnetica di una batteria al nichel-cadmio completamente carica è 1,35 V - se sulla batteria viene raggiunto questo valore il comparatore commuta e funziona RS grilletto che spegne la corrente di carica e accende il LED" La batteria è carica".

Il caricabatterie consente di caricare batterie con una tensione massima fino a 18 V . La corrente di carica è regolata da un resistore variabile entro 10 - 200 mA e anche il valore richiesto della FEM della batteria, al quale la ricarica si interrompe, è impostato da un resistore variabile.

Durante il flusso della corrente di carica il LED "Charge" lampeggia periodicamente.

Il transistor di uscita deve essere montato su un piccolo dissipatore di calore, la cui area dipende dalla quantità di corrente di carica richiesta e dalla tensione della batteria.

Si consiglia di posizionare maniglie con puntatori sull'asse dei resistori variabili e utilizzare un multimetro per calibrare con segni di disegno sul pannello frontale del dispositivo.

Caricatore automatico semplice.

Caricabatterie per cellulare.

La figura mostra uno schema di un dispositivo per caricare telefoni cellulari con batterie al nichel-metallo idruro (Ni-MH) e al litio (Li-ion) con una tensione nominale di 3,6-3,8 V con indicazione dello stato e regolazione automatica della corrente di uscita .

Per modificare i valori della corrente e della tensione di uscita, è necessario modificare i valori degli elementi VD4, R5, R6.

La corrente iniziale del caricabatterie è 100 mA, questo valore è determinato dalla tensione di uscita dell'avvolgimento secondario del trasformatore Tr1 e dal valore di resistenza del resistore R2. Entrambi questi parametri possono essere regolati selezionando un trasformatore step-down o un resistore limitatore.
La tensione di rete 220 V viene ridotta dal trasformatore Tr1 a 10 V sull'avvolgimento secondario, quindi viene raddrizzata dal ponte a diodi VD1 e livellata dal condensatore C1. La tensione raddrizzata attraverso il resistore limitatore di corrente R2 e l'amplificatore di corrente sui transistor VT2, VT3 viene alimentata attraverso il connettore XI alla batteria del cellulare e la carica con una corrente minima. In questo caso l'accensione del LED HL1 indica la presenza di corrente di carica nel circuito. Se questo LED è spento significa che la batteria è completamente carica oppure non c'è contatto con il carico (batteria) nel circuito di carica.
Il bagliore del secondo indicatore LED HL2 all'inizio del processo di ricarica non è evidente, poiché la tensione all'uscita del caricabatterie non è sufficiente per aprire l'interruttore a transistor VT1. Allo stesso tempo, il transistor composito VT2, VT3 è in modalità saturazione e la corrente di carica è presente nel circuito (scorre attraverso la batteria).
Quando la tensione ai contatti della batteria raggiunge un valore di 3,8 V, che indica una batteria completamente carica, il diodo zener VD2 si apre, anche il transistor VT1 si apre e il LED HL2 si accende, i transistor VT2, VT3 si chiudono rispettivamente e la carica la corrente nel circuito di alimentazione della batteria (XI) diminuisce quasi fino a zero.

Istituzione.
La regolazione si riduce all'impostazione della corrente e della tensione di carica massime all'uscita del dispositivo, alla quale si accende il LED HL2.
Ciò richiederà due batterie identiche per un telefono cellulare con una tensione nominale di 3,6-3,8 V. Una batteria è completamente scarica e l'altra è completamente carica con un caricabatterie standard.
La corrente massima è impostata empiricamente:
Un cellulare volutamente scarico si collega all'uscita del caricabatterie (punti A e B, connettore XI) tramite un milliamperometro DC collegato in serie, che, dopo un uso prolungato, si spegne a causa della batteria scarica, e selezionando la resistenza del resistore R2 viene impostata una corrente di 100 mA.
A tale scopo è conveniente utilizzare un milliamermetro a puntatore con una corrente di deflessione totale di 100 mA, non è auspicabile utilizzare un tester digitale a causa dell'inerzia della lettura e dell'indicazione delle indicazioni.
Successivamente (dopo aver precedentemente scollegato il caricabatterie dalla rete CA), l'emettitore del transistor VT3 viene dissaldato dagli altri elementi del circuito e invece di una batteria “morta”, una batteria normalmente carica viene collegata ai punti A e B sul circuito (per questo, le batterie vengono riorganizzate nello stesso telefono). Ora, selezionando la resistenza dei resistori R5 e R6, si ottiene l'accensione del LED HL2.
Successivamente, l'emettitore del transistor VT3 viene ricollegato ad altri elementi del circuito.

A proposito di dettagli
Qualsiasi trasformatore Tr1, progettato per essere alimentato da una rete 220 V 50 Hz e un avvolgimento secondario che emette una tensione di 10 - 12 V.
Transistor VT1, VT2 tipo KT315B - KT315E, KT3102A - KT3102B, KT503A - KT503V, KT3117A o simili nelle caratteristiche elettriche.
Transistor VT3 - dalle serie KT801, KT815, KT817, KT819 con qualsiasi indice di lettere. Non è necessario installare questo transistor su un dissipatore di calore.
Tutti i resistori fissi (tranne R2) tipo MLT-0,25, MF-25 o simili, R2 - 1 W.
Condensatore all'ossido C1 tipo K50-24, K50-29 o simile per una tensione operativa di almeno 25 V.
LED HL1, HL2 tipo AL307BM o altri (per indicare lo stato in diversi colori), progettati per una corrente di 5-12 mA.
Ponte a diodi VD1: qualsiasi serie KTs402, KTs405, KTs407.
Il diodo Zener VD2 determina la tensione alla quale la corrente di carica del dispositivo diminuirà quasi a zero. In questa forma di realizzazione è richiesto un diodo zener con una tensione di stabilizzazione (apertura) di 4,5-4,8 V. Il diodo zener indicato nello schema può essere sostituito dal KS447A oppure costituito da due diodi zener per una tensione inferiore accendendoli in serie. Inoltre, la soglia per lo spegnimento automatico della modalità di ricarica del dispositivo può essere corretta modificando la resistenza del partitore di tensione, costituito dai resistori R5 e R6.

Fonte:

Kashkarov A.P. "Prodotti elettronici fatti in casa" - San Pietroburgo: BHV-Pietroburgo, 2007, p.32.

http://istochnikpitania.ru/index.files/Electronic_sxem.files/Electronic_sxem45.htm

Circuiti di ricarica semplici.

Ora sul mercato ci sono molti dispositivi complessi per caricare batterie con correnti di varie forme e ampiezze con sistemi di controllo del processo di carica, tuttavia, in pratica, esperimenti con vari circuiti di ricarica ci portano alla semplice conclusione che tutto è molto più semplice.

La corrente di carica pari al 10% della capacità della batteria è adatta sia per batterie NiCd che per batterie agli ioni di litio. E per caricare completamente la batteria, è necessario un tempo di ricarica di circa 10 - 12 ore.

Ad esempio, quando dobbiamo caricare una batteria da dito da 2500 mA, dobbiamo selezionare una corrente di 2500/10 = 250 mA e caricarla per 12 ore.

Di seguito sono mostrati i diagrammi di diversi caricabatterie di questo tipo.:

Il dispositivo, che non contiene trasformatore, è mostrato in fig. 2, consente di caricare sia una batteria singola che una batteria composta da più celle, mentre la corrente di carica cambia leggermente.

Come diodi D1 - D7 vengono utilizzati diodi KD105 o simili. LED D8 - AL307 o simile, il colore della luce desiderato. I diodi D1 - D4 possono essere sostituiti con un gruppo diodi. Il resistore R3 seleziona la luminosità richiesta del LED. La capacità del condensatore C1, che imposta la corrente di carica richiesta, si calcola con la formula:

C1=3128/A,
A \u003d V - R2,
V = (220 - Ueds) / J: Dove: C1 in uF; Ueds: tensione della batteria in ingresso V ; J è la corrente di carica richiesta in A.

Ad esempio, calcoliamo la capacità di un condensatore per caricare una batteria di 8 batterie con una capacità di 700 mAh.

La corrente di carica (J) sarà pari a 0,1 della capacità della batteria - 0,07 A, Ueds 1,2 x 8 = 9,6 v.

Pertanto, v \u003d (220 - 9,6) / 0,07 \u003d 3005,7, quindi A \u003d 3005,7 - 200 \u003d 2805,7.

La capacità del condensatore sarà C1 \u003d 3128 / 2805,7 \u003d 1,115 microfarad, il valore più vicino è 1 microfarad.

La tensione operativa del condensatore deve essere almeno 400 V . La dissipazione di potenza del resistore R2 è determinata dall'entità della corrente di carica. Per una corrente di carica di 0,07 A, sarà 0,98 W (P = JxJxR). Selezioniamo un resistore con una dissipazione di potenza di 2 watt.

Il caricabatterie non teme i cortocircuiti. Dopo aver assemblato il caricabatterie è possibile controllare la corrente di carica collegando un amperometro al posto della batteria.

Se la batteria viene collegata con polarità inversa, il LED D8 si accenderà anche prima che il caricabatterie venga collegato alla rete.

Dopo aver collegato il dispositivo alla rete elettrica, il LED segnala il passaggio della corrente di carica attraverso la batteria.

Mostrato in fig. 3, il dispositivo consente di caricare contemporaneamente quattro batterie D-0,26 con una corrente di 26 mA per 12...14 ore.

Fig.3

La sovratensione della rete 220V si spegne per effetto della reattanza dei condensatori (Xc).

Utilizzando questo circuito elettrico e conoscendo la corrente di carica (I c) consigliata per un particolare tipo di batteria, utilizzando le formule seguenti, è possibile determinare la capacità dei condensatori C1, C2 (in totale C \u003d C1 + C2) e selezionare il tipo del diodo zener VD2 in modo che la sua tensione di stabilizzazione superi la tensione delle batterie caricate di circa 0,7V.

Il tipo di diodo zener dipende solo dal numero di batterie caricate contemporaneamente, quindi, ad esempio, per caricare tre celle D-0.26 o NKGTs-0.45, è necessario utilizzare un diodo zener tipo VD2 KS456A. Viene fornito un esempio di calcolo per batterie D-0,26 con una corrente di carica di 26 mA.

Il caricabatterie utilizza resistori di tipo MLT o C2-23, condensatori C1 e C2 di tipo K73-17V per una tensione operativa di 400 V. Il resistore R1 può avere una potenza nominale di 330 ... 620 kOhm, garantisce lo scarico dei condensatori dopo lo spegnimento del dispositivo.

Puoi utilizzare qualsiasi LED HL1, scegliendo un resistore R3 in modo che si illumini in modo sufficientemente luminoso. La matrice di diodi VD1 è sostituita da quattro diodi KD102A.

La presenza di tensione nel circuito di carica è segnalata dal led HL1, il diodo VD3 impedisce alla batteria di scaricarsi attraverso il circuito di carica quando è scollegata dalla rete 220V.

Quando si caricano le batterie NKGTS-0.45 con una corrente di 45 mA, il resistore R3 deve essere ridotto a un valore al quale il LED si illumina con la massima luminosità.

Il circuito del caricabatterie (Fig. 4) è progettato per caricare batterie del tipo NKGTS-0.45 (NKGTS-0.5). La carica viene prodotta da una corrente di 40 ... 45 mA durante una semionda della tensione di rete, durante la seconda semionda il diodo è chiuso e la corrente di carica non viene fornita all'elemento G1.

Riso. 4

Per indicare la presenza della tensione di rete viene utilizzata una lampada in miniatura HL1 tipo CMH6.3-20 o simile.

Se i dispositivi sono assemblati correttamente non è necessaria alcuna configurazione. Calcoliamo la capacità del condensatore secondo la formula: C1 (in uF) \u003d 14,8 * corrente di carica (in A)

Se hai bisogno di una corrente di 2 A, allora 14,8 * 2 = 29,6 uF. Prendiamo un condensatore con una capacità di 30 microfarad e otteniamo una corrente di carica di 2 Ampere. Resistenza per scaricare il condensatore.

Il circuito del caricabatterie mostrato nella figura seguente è un semplice stabilizzatore di corrente. La corrente di carica è regolata da un resistore variabile nell'intervallo da 10 a 500 mA.

Nel dispositivo è possibile utilizzare qualsiasi diodo in grado di resistere alla corrente di carica.

La tensione di alimentazione deve essere superiore del 30% rispetto alla tensione massima della batteria da caricare.

Poiché tutti gli schemi di cui sopra NON escludono la possibilità di sovraccaricare la batteria, quando si utilizzano tali dispositivi è necessario controllare il tempo di ricarica, che non deve superare le 12 ore.

Riserve energetiche

N. GERTSEN, Berezniki, regione di Perm
Radio, 2000, n. 7

Con la potenza di piccole apparecchiature costituite da celle galvaniche e batterie ai prezzi odierni, puoi letteralmente andare in rovina. È più redditizio, dopo aver trascorso una volta, passare all'uso delle batterie. Affinché funzionino a lungo, devono essere gestiti correttamente: non scaricarsi al di sotto della tensione consentita, caricare con una corrente stabile e interrompere la ricarica in tempo. Ma se l'utente stesso deve monitorare l'adempimento della prima di queste condizioni, allora è consigliabile affidare l'adempimento delle altre due al caricabatterie. È un dispositivo del genere descritto nell'articolo.

Durante lo sviluppo il compito era quello di progettare un dispositivo con le seguenti caratteristiche:

Ampi intervalli di variazione della corrente di carica e della tensione di terminazione automatica della carica (APZ). provvedere alla ricarica sia delle singole batterie utilizzate per alimentare apparecchiature di piccole dimensioni, sia delle batterie composte da esse con un numero minimo di interruttori meccanici;
- vicino alle scale uniformi dei regolatori, consentendo di impostare la corrente di carica e la tensione APL con precisione accettabile senza strumenti di misurazione;
- elevata stabilità della corrente di carica al variare della resistenza di carico;
- relativa semplicità e buona ripetibilità.

Descritto Caricabatterie soddisfa pienamente questi requisiti. È progettato per caricare le batterie D-0.03. D-0,06. D-0,125. D-0,26. D-0,55. TsNK-0,45. NKGTS-1.8. le loro controparti importate e le batterie da esse composte. Fino alla soglia impostata per l'accensione del sistema APL, la batteria viene caricata con una corrente stabilizzata, indipendente dal tipo e dal numero di celle, mentre la tensione sulla stessa aumenta gradualmente durante la ricarica. Dopo l'attivazione del sistema, la tensione costante precedentemente impostata viene mantenuta stabilmente sulla batteria e la corrente di carica diminuisce. In altre parole, non si verifica alcun sovraccarico o scaricamento della batteria e questa può rimanere collegata al dispositivo per molto tempo.

Il dispositivo può essere utilizzato come alimentatore per piccole apparecchiature con tensione regolabile da 1,5 a 13 V e protezione contro sovraccarico e cortocircuito nel carico.

Le principali caratteristiche tecniche del dispositivo sono le seguenti:

Corrente di carica al limite "40 mA" - 0...40, al limite "200 mA" - 40...200 mA;
- instabilità della corrente di carica quando la resistenza di carico cambia da 0 a 40 Ohm - 2,5%;
- limiti di regolazione della tensione di funzionamento dell'APZ - 1,45... 13 V.

Circuito del caricabatterie

Una sorgente di corrente su un transistor \L "4 viene utilizzata come stabilizzatore di corrente di carica. A seconda della posizione dell'interruttore SA2, la corrente nel carico In è determinata dalle relazioni: I H \u003d (U B - U BE) / R10 e I H \u003d (U B - U BE ) / (R9 + R10), dove U B è la tensione alla base del transistor VT4 rispetto al bus positivo, V; U BE è la caduta di tensione sulla sua giunzione dell'emettitore, V; R9, R10 sono le resistenze dei resistori corrispondenti, Ohm.

Da queste espressioni consegue che modificando la tensione alla base del transistor VT4 con un resistore variabile R8. la corrente di carico può essere regolata su un ampio intervallo. La tensione ai capi di questo resistore è mantenuta da un diodo zener costante VD6, la corrente attraverso la quale, a sua volta, è stabilizzata da un transistor ad effetto di campo VT2. Tutto ciò garantisce l'instabilità della corrente di carica specificata nelle specifiche tecniche. L'uso di una sorgente di corrente stabile controllata in tensione ha permesso di modificare la corrente di carica fino a valori molto piccoli, di avere una scala del regolatore di corrente prossima all'uniforme (R8) e di cambiare semplicemente i limiti della sua regolazione.

Sistema APS. attivato dopo aver raggiunto la tensione massima consentita sulla batteria o sulla batteria, include un comparatore sull'amplificatore operazionale DA1, una chiave elettronica sul transistor VT3, un diodo zener VD5. stabilizzatore di corrente sul transistor VT1 e resistori R1 - R4. Il LED HL1 funge da indicatore della ricarica e del suo completamento.

Quando una batteria scarica è collegata al dispositivo, la tensione su di essa e sull'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA1 è inferiore a quella esemplare su quello invertente, impostata dal resistore variabile R3. Per questo motivo, la tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale è vicina alla tensione del filo comune, il transistor VT3 è aperto, attraverso la batteria scorre una corrente stabile, il cui valore è determinato dalle posizioni della variabile resistenza R8 e interruttore SA2.

Man mano che la batteria si carica, la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1 aumenta. Anche la tensione alla sua uscita aumenta, quindi il transistor VT2 esce dalla modalità di stabilizzazione della corrente, VT3 si chiude gradualmente e la sua corrente di collettore diminuisce. Il processo continua fino ad allora. fino a quando il diodo zener VD6 cessa di stabilizzare la tensione sui resistori R7, R8. Con una diminuzione di questa tensione, il transistor VT4 inizia a chiudersi e la corrente di carica diminuisce rapidamente. Il suo valore finale è determinato dalla somma della corrente di autoscarica della batteria e della corrente che scorre attraverso il resistore R11. In altre parole, da quel momento in poi, sulla batteria carica viene mantenuta la tensione impostata dal resistore R3, e la corrente necessaria a mantenere questa tensione scorre attraverso la batteria.

Il LED HL1 indica l'inserimento del dispositivo nella rete e due fasi del processo di ricarica. In assenza di batteria, sul resistore R11 viene impostata una tensione, determinata dalla posizione dello slider del resistore variabile R3. È necessaria pochissima corrente per mantenere questa tensione, quindi HL1 si illumina molto debolmente. Nel momento in cui la batteria è collegata, la luminosità della sua luce aumenta al massimo e, dopo l'attivazione del sistema APL, al termine della ricarica, diminuisce bruscamente alla media tra quelle sopra menzionate. Se lo desideri, puoi limitarti a due livelli di bagliore (debole, forte), per i quali è sufficiente scegliere un resistore R6.

I dettagli del dispositivo sono montati su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in fig. 2. È realizzato tagliando la lamina ed è progettato per l'installazione di resistori fissi MLT, sintonizzazione (filo) PPZ-43. condensatori K52-1B (C1) e KM (C2). Il transistor VT4 è montato su un dissipatore di calore con un'area di dissipazione del calore effettiva di 100 cm 2 . I resistori variabili R3 e R8 (PPZ-11 del gruppo A) sono fissati sul pannello frontale del dispositivo e sono dotati di scale con segni corrispondenti.

Interruttori SA1 e SA2 - di qualsiasi tipo, è auspicabile, tuttavia, che i contatti utilizzati come SA2 siano progettati per commutare una corrente di almeno 200 mA.

Il trasformatore di rete T1 deve fornire una tensione alternata di 20 V con una corrente di carico di 250 mA sull'avvolgimento secondario.

I transistor ad effetto di campo KPZOZV possono essere sostituiti con KPZOZG - KPZOZI, bipolare KT361V - con transistor della serie KT361. KT3107, KT502 con qualsiasi indice di lettera (eccetto A) e KT814B - su KT814V. KT814G. KT816V. KT816G. Il diodo Zener D813 (VD5) deve essere selezionato con una tensione di stabilizzazione di almeno 12,5 V. È invece consentito utilizzare D814D o due qualsiasi diodi Zener a bassa potenza collegati in serie con una tensione di stabilizzazione totale di 12,5 ... 13,5 V. È possibile sostituire PPP-11 (R3. R8) con resistori variabili di qualsiasi tipo del gruppo A e PPZ-43 (R10) con un resistore sintonizzato di qualsiasi tipo con una potenza di dissipazione di almeno 3 W.

La configurazione del dispositivo inizia con la selezione della luminosità del LED HL1. A tale scopo, posizionare gli interruttori SA1 e SA2 rispettivamente sulle posizioni "13 V" e "40 mA". e il motore del resistore variabile R8 - in media, collega un resistore con una resistenza di 50 ... 100 Ohm alle prese XS1 e XS2 e trova questa posizione del motore del resistore R3. che modifica la luminosità del bagliore HL1. Un aumento della differenza nella luminosità del bagliore si ottiene selezionando il resistore R6.

Quindi vengono impostati i limiti degli intervalli per la regolazione della corrente di carica e della tensione APL. Collegando all'uscita del dispositivo un milliamperometro con limite di misurazione di 200 ... 300 mA. spostare il cursore del resistore R8 nella posizione inferiore (secondo lo schema) e l'interruttore SA2 nella posizione "200 mA". Modificando la resistenza del resistore trimmer R10, la freccia del dispositivo viene deviata fino al segno di 200 mA. Quindi il cursore R8 viene spostato nella posizione superiore e selezionando il resistore R7 si ottengono letture di 36 ... 38 mA. Infine, imposta SA2 sulla posizione "40 mA". riportare il cursore del resistore variabile R8 nella posizione inferiore e selezionando R9 impostare la corrente di uscita nell'intervallo 43 ... 45 mA.

Per regolare i limiti dell'intervallo di regolazione della tensione APL, l'interruttore SA1 è impostato sulla posizione "13 V" e all'uscita del dispositivo è collegato un voltmetro CC con un limite di misurazione di 15 ... 20 V. posizioni del cursore di il resistore R3. Successivamente, spostando SA1 nella posizione "4,5 V", nelle stesse posizioni dello slider R3, impostare la freccia dello strumento su 1,45 e 4,5 V selezionando la resistenza R2.

Durante il funzionamento, la tensione APL è impostata su 1,4 ... 1,45 V per una batteria ricaricabile.

Se non si prevede di utilizzare il dispositivo per alimentare apparecchiature radio, l'indicazione di fine carica mediante lo spegnimento del LED può essere sostituita dal suo lampeggio, per cui è sufficiente inserire l'isteresi nel comparatore - aggiungere il dispositivo con resistori R12, R13 (Fig. 3). e rimuovere la resistenza R6. Dopo tale perfezionamento, quando viene raggiunto il valore di tensione APL impostato, il LED HL1 si spegnerà e la corrente di carica attraverso la batteria si interromperà completamente. Di conseguenza, la tensione su di esso inizierà a diminuire, quindi lo stabilizzatore di corrente si riaccenderà e il LED HL1 si accenderà. In altre parole, quando viene raggiunta la tensione impostata, HL1 inizierà a lampeggiare, il che a volte è più evidente di una certa luminosità media del bagliore. La natura del processo di ricarica della batteria in entrambi i casi rimane invariata.