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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de corriente para compensar la autodescarga de la batería. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Cargadores, baterías, celdas galvánicas Dado que la autodescarga de fuentes de corriente química es inevitable, en la literatura de radioaficionados siempre se ha prestado atención a su compensación. En [1] se muestra el diagrama de un decodificador automático que, tras una simple modificación de cualquier cargador existente, puede utilizarse para este fin. Existe una segunda opción: utilizar para este fin una fuente de corriente (IT) de baja potencia, conectada constantemente a la batería durante su almacenamiento a largo plazo. Estos dispositivos incluso fueron producidos por la industria. Como base (Fig. 1) en la primera versión (Fig. 2) IT, se utilizó el circuito de un dispositivo de recarga del tipo UP-N12-0,05-UHL3.1, que fue producido por Zakarpatmash PA en diciembre de 1992. Úzhgorod. Dado que durante los experimentos con el circuito solo había un manual de instrucciones, además de los parámetros indicados en él para el consumo de energía (5,5 W en modo de cortocircuito), IT en modo de cortocircuito (SC) y el valor de la corriente de cortocircuito de 250 mA. , otros datos de diseño en no había ningún dispositivo. A partir de estos datos se realizó un cálculo aproximado del transformador de potencia. Se determinó el valor del voltaje de entrada: 5,5 W / 0,25 A = 22 V. De los transformadores disponibles, el más adecuado era un transformador reductor (PT) para un soldador de 24 voltios y 25 vatios del modelo 2.940.005. Kit de soldadura eléctrica .3TU, producido por la planta de Vinnitsa " Lighthouse", cuyo diagrama se muestra en la Fig. 24. Este transformador proporciona voltajes de 28 y 25 V en dos enchufes estándar tipo SGZ y tiene una corriente "sin carga" bastante baja (100 mA). El problema de la seguridad eléctrica también se ha resuelto estructuralmente: los devanados primario y secundario están ubicados en secciones separadas del marco. La resistencia del devanado primario es de aproximadamente XNUMX ohmios. El dispositivo (Fig. 1) es un IT con alta resistencia interna, fabricado sobre un potente transistor VT1.
La constancia de los parámetros de la corriente de salida se garantiza suministrando un voltaje estabilizado desde la fuente de voltaje de referencia (VS) a la base VT1 y, por lo tanto, su corriente de salida es prácticamente independiente de la carga en el circuito colector. Con un diseño de circuito simple, TI tiene buena estabilidad de temperatura [2]. Se obtienen parámetros altos mediante el uso de un LED como ION, que realiza las funciones de un estabistor. Como resultado de la compensación mutua del coeficiente de temperatura positivo h21e(+2 mV/grado) de un transistor bipolar y un coeficiente de temperatura negativo de cambio en la caída de voltaje de la temperatura del LED, fue posible obtener estabilidad de los parámetros de corriente de carga de la temperatura, lo cual es significativo durante un largo período de funcionamiento del dispositivo. Una cierta desventaja de los diagramas de la Fig. 1 y la Fig. 2 es la posibilidad de conectar por error la batería al IT en la polaridad opuesta con todas las consecuencias consiguientes. En [3] se elimina este inconveniente, pero el esquema informático es algo más complicado. En la segunda versión del circuito IT que se muestra en la Fig. 3 se utiliza una solución de circuito que es más simple en comparación con [4]. A diferencia de los circuitos de las Fig. 1 y 2, en lugar de la resistencia R2, aquí se utiliza un interruptor de transistor, controlado por el voltaje de la batería que se está cargando, de manera similar a [1]. Por razones de que la indicación LED debería determinar inequívocamente el estado del dispositivo en este momento, se prestó más atención al circuito de la Fig. 4 en comparación con [3]. El circuito incluye un indicador LED de dos colores, que indica claramente una u otra polaridad de conexión de la batería al IT. La introducción de un interruptor de transistor permite eliminar por completo la descarga de la batería a través de TI con conexión inversa, así como eliminar el modo cortocircuito, ya que cuando XS1 y XS2 están cerrados, la tensión de control en la polaridad requerida no está suministrado a la base VT2, se cierra y se interrumpe el posible circuito de descarga de la batería.
El indicador de polaridad para conectar la batería al IT consta de dos LED: VD5 tipo AJ1307A y VD6 tipo AL307B, rojo y verde respectivamente. Su trabajo es obvio. Diseño del circuito, los LED en el indicador, además de la señalización, realizan una función de autoprotección: el diodo que se enciende protege de los efectos del voltaje inverso (Urev.max = 4 V) el LED encendido en el lado opuesto, limitando Urev.max está en el nivel de 1,6... 1,8 Q. En lugar de dos LED de diferentes colores de brillo, puede utilizar un LED de dos colores. La magnitud de la corriente de descarga de la batería a través del indicador LED cuando se apaga la tensión de red de 220 V está determinada por la resistencia R4. Para este diseño es igual a 15mA. Los posibles estados de los indicadores LED se muestran en la tabla.
Para reducir pérdidas inútiles en los circuitos de indicación para la conexión a una fuente de alimentación de 220 V, el diodo VD8 se conecta al devanado de CC con una tensión alterna de 4 V (T1, Fig. 3). El diodo VD8 también está protegido contra la tensión inversa mediante un diodo de silicio VD7 conectado de forma inversa.
No había información sobre el radiador usado en [4]. En la primera versión del diseño actual se utilizó un potente transistor de silicio KT803 que, como se desprende del libro de referencia [5], disipa energía sin un radiador de 5 W. Dado que el modo más pesado para VT1 (Fig. 2) es el modo de cortocircuito (lo más posible), fue en este modo (200 mA) donde se probó el funcionamiento del circuito. Potencia disipada en este modo en el transistor de control: P=240,2=4,8 (W). Durante los experimentos, el transistor VT1 se calentó significativamente, por lo que se instaló en un radiador (placa) adicional hecho de duraluminio con dimensiones 46x85x1,5 mm. La placa en sí se montó en la cubierta superior de la carcasa del PT sobre tres postes roscados de 12 mm de altura. El significado físico de una corriente de cortocircuito mayor que la corriente de compensación de autodescarga (SDC) cuando el TI funciona con la batería (como fuente de corriente química), en cierta simplificación, se puede representar como restar el voltaje de la batería del tensión de alimentación con resistencias internas constantes del IT, batería y otras condiciones. Después de modificar el circuito en la Fig. 2 con un interruptor de transistor (Fig. 4), las condiciones térmicas de VT1 mejoraron significativamente (P = 24 V0,06 A = 1,44 W), sin embargo, el diseño del radiador de placas con VT1 instalado en fue abandonado por motivos de conservación del volumen de la instalación.
El rectificador y los elementos IT se montan entre la placa y el plano superior de la carcasa del PT mediante un método articulado. En la placa se perforan cuatro orificios con un diámetro de 5 mm, en los que se instalan los LED. Los LED y la placa se fijan mutuamente mediante pegamento molecular. La conexión del TI a la batería se realiza mediante el conector SSh5 y un cable flexible de dos hilos con abrazaderas del diseño adecuado. Como XS1 y XS2 se utilizaron enchufes libres XS2 y XS4 PT (Fig. 2.4), en los que se instalan pétalos adicionales (Fig. 2.5 y Fig. 3). Como resultado de esta modificación, el PT conservó plenamente sus funciones originales. Detalles. Es recomendable utilizar transistores de silicio en TI con una potencia de 20 W y superiores, preferiblemente en una caja metálica, con un voltaje de al menos 1 V. Resistencia R50 tipo MLT1, R1 MLT-2. El transformador T0,5 (Fig. 1) se puede fabricar de forma independiente, por ejemplo, en un circuito magnético Ш3x16 (S = 24 cm3,84) del transformador de salida de un televisor en color con tubo ULF. El acero del transformador del que está fabricado el núcleo magnético tiene bajas pérdidas de vatios a una frecuencia de 2 Hz, lo cual es importante para T50 en el modo de funcionamiento esperado a largo plazo. El número de vueltas T1 se calculó según las recomendaciones de [6] utilizando la fórmula 50/S (teniendo en cuenta el uso de núcleos magnéticos de alta calidad, el número empírico se redujo a 50). De donde N=50/S (cm2)=50/3,84=13 (vueltas/V). El número de vueltas del devanado primario es 220x13=2870, el secundario 13x24x 1,2=370 + 13x4x1,2=63 (el número de vueltas del devanado secundario aumenta en un 20%). El diámetro del alambre de bobinado se calcula mediante la fórmula: d=0,8(l)0,5. Para el devanado primario, por motivos de reducción de la resistencia activa, se adoptó un diámetro de 0,15 mm. Por ejemplo, para el devanado secundario con una corriente de cortocircuito de 0,2 A d=0,8(0,2)0,5=0,36 (mm). La corriente "sin carga" de los dos transformadores fabricados, calculada según las fórmulas anteriores y ensamblados en los circuitos magnéticos mencionados, fue de aproximadamente 5 mA. Configuración del circuito (Fig. 2). Desconecte el LED VD2 (Fig. 2) del transistor y conéctelo directamente al puente rectificador. Conecte un avómetro conectado por un amperímetro al circuito abierto VD2 (punto A). En lugar de la resistencia R2, conecte un potenciómetro de 4,7 kOhm, activado por un reóstato y ajustado a la resistencia máxima. Al cambiar la resistencia del potenciómetro, la corriente a través de VD2 se establece en 10 mA. Conecte VD2 al transistor. En lugar de la resistencia del emisor R1, se instala un potenciómetro bobinado de 47 ... 100 ohmios, se enciende mediante un reóstato y se ajusta a la resistencia máxima. Conecte a XS1 y XS2 un avómetro activado por un amperímetro en el límite máximo de medición. Al cambiar la resistencia del potenciómetro, la corriente de cortocircuito se establece en 200 mA. El valor TCR de la batería, recomendado [3], con la batería conectada (precargada) debe ser de 45 mA. Nota Debido a la derivación del transistor EB VT1 ION, el LED VD2 (Fig. 1 y Fig. 2) no debe encenderse sin carga (en ausencia de una conexión de batería o un cortocircuito en la salida). Configuración del circuito (Fig. 4). Conecte a la salida IT una batería cargada con un voltaje de 14,5 V. Reemplace la resistencia R4 con un potenciómetro de 470 kOhm, el reóstato encendido y ajustado a la resistencia máxima. Ajuste la corriente a través del miliamperímetro a 10 mA usando un potenciómetro. La configuración de la corriente de salida IT Fig. 4 es similar a la configuración de la corriente de salida IT Fig. 2, pero solo debe realizarse con la batería conectada con la polaridad adecuada. El valor de la corriente de salida IT Fig. 4 debe ser igual a la suma del TCR de la batería más la corriente que pasa por el indicador de conexión de la batería, es decir 45+15=60 (mA). Literatura:
Autor: S. A. Elkin
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