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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medidor de capacidad de batería. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Durante el funcionamiento, las baterías pierden capacidad gradualmente. El dispositivo descrito en el artículo le permite evaluar el estado real de la batería y sacar conclusiones sobre la conveniencia de su uso posterior. Para controlar el estado de la batería, el usuario solo dispone de unos pocos parámetros: el voltaje en sus terminales sin carga, la resistencia interna, el voltaje en los terminales bajo una determinada carga y su cambio con el tiempo. El último parámetro está asociado con la capacidad de la batería (indicada por la letra latina C). Para las baterías destinadas a alimentar dispositivos electrónicos, la capacidad generalmente se evalúa en amperios-hora (Ah) o miliamperios-hora (mAh), como el tiempo durante el cual el voltaje de la batería Ni-Cd/Ni-MH se descarga con una corriente estable. disminuye a 1 V. La elección de este valor es hasta cierto punto arbitraria, pero no accidental. Se cree que en este momento la batería ha logrado liberar aproximadamente el 90% de la energía almacenada en ella y la tasa de disminución de voltaje en la batería aumenta notablemente. Cabe señalar que la capacidad de la batería determinada de esta manera depende de la corriente de descarga seleccionada. Esta dependencia se debilita notablemente solo a valores inferiores a 0,5 ° C. Es conveniente medir la capacidad de la batería en un dispositivo capaz de descargarla con una corriente estable de hasta 1 V. Se muestra un diagrama de una posible versión de dicho dispositivo, diseñado para probar baterías de seis o siete Ni-Cd/Ni- Baterías MH, se muestra en la Fig. 1. Su base es el temporizador integrado KR1006VI1 (DA1). Contiene dos comparadores (nivel superior e inferior), un disparador, una etapa de salida y un transistor de descarga. Los pines 5 y 6 son las entradas del comparador de nivel superior. El voltaje en el primero de ellos está establecido por el divisor interno del microcircuito y es igual a 2/3 del voltaje de suministro del microcircuito, en el segundo, por un divisor resistivo R1 - R3, que se alimenta desde un estabilizado + Fuente de 9V.
Como puede ver, la energía se suministra al microcircuito a través del conector X1 de la batería que se está probando. Si consta de seis elementos, el comparador debe funcionar a un voltaje de 6 V, y si consta de siete (por ejemplo, una batería Nika y similares), a 7 V. Por lo tanto, el voltaje en el pin 6 de DA1, especificado por el divisor R1 - R3, en el primer caso debe ser igual a 4, y en el segundo - 4,67 V. Estos valores necesitan aclaración, ya que dependen de los parámetros del divisor interno de una instancia particular de el microcircuito. Sin duda, en el futuro se considerará una variante del dispositivo para la batería Nika. Mientras el voltaje de la batería es superior a 7 V, la salida del temporizador (pin 3) es alta (aproximadamente 1,5 V por debajo del voltaje de suministro actual). La corriente de descarga es la suma de la corriente de carga (la mantiene constante el estabilizador de corriente en el transistor de efecto de campo VT1) y la corriente consumida por el propio microcircuito (aproximadamente 5 mA). No es aconsejable ajustar la corriente total a más de 30 mA. En la versión del autor, se elige 20 mA. Esto permite descargar la batería Nika con una corriente de 0,2C, lo que, por un lado, reduce el tiempo de descarga a la mitad (hasta unas 5 horas) y, por otro lado, no "reduce" notablemente la capacidad de la batería que se está probando (cuando se descarga con una corriente de 1C, puede resultar un 30% menor que con una descarga de baja corriente). La carga es la resistencia R4 y el LED HL1. El brillo de este último informa que la batería se está descargando y que aún no se ha alcanzado el nivel de 7 V. Dado que la corriente nominal a través del LED AL307BM es de 10 mA, el "exceso" de corriente estabilizada (5 mA) fluye a través de la resistencia R4. Si se requiere una corriente de descarga mayor, el dispositivo se complementa con un transistor VT2 con una resistencia R6 (representada por líneas discontinuas). La corriente a través de este circuito será estable, ya que el voltaje en la base del transistor es casi constante (se sabe que la caída de voltaje directo a través del LED en el rango de corriente de funcionamiento cambia poco). La corriente en el circuito emisor (y por tanto en el colector) se calcula mediante la fórmula I = (U - 0,6)/R. Aquí U es el voltaje en la base del transistor, V; R - resistencia de la resistencia R6, ohmios; I - corriente del colector, A; 0,6 es el valor aproximado de la caída de voltaje en la unión del emisor del transistor (0,6 V). Esta fórmula es una estimación, por lo que el valor de la corriente de descarga debe aclararse al configurar el dispositivo seleccionando la resistencia R6. Para eliminar posibles fallas, el pin 4 ("Reset") está conectado al bus de alimentación positivo. La entrada del comparador de nivel bajo (pin 2) se utiliza para habilitar el modo de descarga tocando el contacto del sensor E1. El condensador C1 está conectado a la segunda entrada del comparador de alto nivel para reducir la probabilidad de un funcionamiento incorrecto del dispositivo debido al ruido impulsivo que penetra a través del circuito de alimentación. Un emisor de sonido piezoeléctrico HPM7AX de JL World (con un generador incorporado) está conectado al pin 14 (colector del transistor de descarga del temporizador), que emite una señal cuando la batería está descargada. Las piezas del dispositivo están montadas en una placa de circuito impreso, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2. En él están instaladas todas las piezas, excepto el emisor de sonido HA1 y el conector X1. La placa está diseñada para utilizar resistencias permanentes MLT, resistencia de corte de cable SP5-2 y condensadores KM. Las resistencias R2, R4, R5 se instalan perpendiculares al tablero.
Para configurar el dispositivo, se requiere una fuente de voltaje ajustable adicional. Está conectado al dispositivo en lugar de a una batería y el voltaje está configurado en 9,4 V. Cuando toca el contacto táctil E1, el LED HL1 debería encenderse. Al seleccionar la resistencia R4, nos aseguramos de que la corriente total consumida por el dispositivo de una fuente adicional sea igual a 20 mA. Luego, el voltaje se reduce a 7 V y se mide el voltaje en el pin 5 del microcircuito. El mismo voltaje se establece ajustando la resistencia R3 en su pin 6. Después de esto, el dispositivo está listo para funcionar. En un dispositivo con un transistor adicional, la resistencia R6 se selecciona de modo que la corriente de descarga total sea igual al valor requerido (si se usa VT2 sin un disipador de calor, no debe exceder los 150 mA). Cabe señalar que con una corriente de colector de más de 100 mA, el transistor VT2 se calienta notablemente. Esto conduce a un cambio en el voltaje base-emisor y afecta el valor de la corriente estabilizada (el valor de 0,6 en la fórmula anterior cambia). Por lo tanto, la corriente de descarga no debe configurarse antes de 3...4 minutos después de aplicar la tensión de alimentación. Esto no afecta el funcionamiento posterior del dispositivo, ya que la "descarga" de la corriente del colector del transistor VT2 durante el calentamiento no supera unos pocos miliamperios y dura aproximadamente 3 minutos. Luego se lleva a cabo un experimento de control. Después de encender la alimentación y configurar (usando un voltímetro) el voltaje en la salida de la fuente adicional a 9...10 V, toque el contacto E1. En este caso se enciende el LED HL1. Luego, reduciendo gradualmente el voltaje de salida de la fuente adicional, se registra el valor en el que se apaga el LED y aparece la señal de sonido. Si difiere de 7 V, ajuste el voltaje en la entrada del comparador de nivel superior usando la resistencia de recorte R3. Al final de la descarga, el dispositivo consume una corriente de aproximadamente 5 mA de la batería. Cambiar el voltaje en el pin 7 del microcircuito se puede utilizar para desconectar la batería bajo prueba del dispositivo una vez completada la descarga, así como para controlar el temporizador, que registra el tiempo de descarga. A aquellos que quieran familiarizarse más con los problemas del funcionamiento con batería se les puede recomendar que busquen un libro en las bibliotecas [1] y también visiten sitios web [2 - 5]. Literatura
Autor: B. Stepanov, Moscú
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