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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cargador 5...10000 mAh. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Para alimentar dispositivos portátiles, a menudo se utilizan pilas recargables y baterías fabricadas con ellas. Su capacidad puede variar, por lo que la carga requiere diferentes corrientes de carga. Y la EMF, cuyo logro significa una carga completa, depende de la cantidad de elementos conectados en serie en la batería. Existe la necesidad de un cargador con intervalos amplios para cambiar estos parámetros. El dispositivo propuesto permite cargar pilas alcalinas con una capacidad de 5 a 10000 mAh y baterías de 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14 o 16 pilas conectadas en serie. Más adelante en el artículo, se utiliza un término para referirse tanto a los elementos recargables como a las baterías: batería. El dispositivo ofrece la posibilidad de cargar la batería tanto con corriente continua intermitente como con corriente asimétrica de polaridad alterna. El método de carga con corriente asimétrica se ha discutido con bastante frecuencia en la literatura, por ejemplo, en [1-3]. Mucho se ha hablado de sus ventajas y desventajas. A veces te permite restaurar una batería que ha perdido capacidad. La corriente de carga se ajusta mediante un interruptor de 11 posiciones. Los valores de esta corriente son fijos: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500 y 1000 mA. El valor requerido suele ser numéricamente igual a una décima parte de la capacidad nominal de la batería expresada en miliamperios-hora. El diagrama de bloques del cargador se muestra en la Fig. 1. El generador produce pulsos rectangulares. Entran en la entrada del distribuidor, que forma intervalos de tiempo para medir la fem de la batería, su carga y descarga. Estos tres intervalos forman un ciclo de carga. Sus duraciones cuando se cargan con una corriente asimétrica están en la proporción 1:2:2, donde el primer número es la duración relativa de la medición EMF, el segundo es la duración relativa de la corriente de carga 1z, el tercero es la duración relativa de la corriente de descarga 1p. Cuando la asimetría está desactivada, esta relación es 1:2:0 (excluido el intervalo de descarga), la corriente de carga es intermitente.
La EMF de la batería que se está cargando se mide cuando los estabilizadores de corriente de carga y descarga están apagados. Está monitoreado por un comparador de voltaje. Al alcanzar la FEM nominal, se activa, como resultado de lo cual la unidad de control detiene el distribuidor en el estado de medición de la FEM. Puede permanecer allí indefinidamente. Si la fem de la batería disminuye, el distribuidor se iniciará nuevamente y comenzará la carga. Los valores de la corriente de carga y descarga los establecen los estabilizadores correspondientes en función de la posición del interruptor en el dispositivo. En este caso, la corriente de carga es siempre diez veces mayor que la corriente de descarga. Para simplificar el emparejamiento de microcircuitos de carga con estabilizadores de corriente, su fuente de alimentación se hace bipolar con respecto al cable común. Los propios estabilizadores también suministran voltaje bipolar, siendo el voltaje positivo ajustable dependiendo del número de elementos de la batería que se está cargando. Esto le permite reducir la potencia disipada por el estabilizador de corriente de carga al cargar baterías de alta capacidad pero de bajo voltaje. El circuito del cargador se muestra en la Fig. 2. Se ensambla un generador de impulsos con una frecuencia de aproximadamente 1.1 Hz en los elementos DD1.3, DD1.4, DD150. Van al contador DD3, sobre el que se realiza un distribuidor de impulsos. Los diodos VD5 y VD6 realizan la función OR lógica para las señales de las salidas 0 y 1 del contador (pines 3 y 2), formando así un intervalo de tiempo para medir la EMF de la batería. Cuatro diodos VD7-VD10, que realizan la misma función para las señales de las salidas 2-5 del contador (pines 4, 7, 10, 1), forman el intervalo para el flujo de corriente de carga. Otros cuatro diodos VD11-VD14 combinan señales de las salidas restantes del contador, formando un intervalo de descarga.
Como ya se mencionó, la medición de la FEM de una batería que se está cargando se realiza cuando los circuitos de carga y descarga están desconectados de ella. Al alcanzar el EMF nominal, el nivel de voltaje en la salida del comparador de voltaje en el amplificador operacional DA1 se vuelve alto (aproximadamente +15 V). Esta tensión, a través de un limitador formado por la resistencia R22 y los diodos VD3 y VD4, se suministra a una de las entradas del elemento DD2.2. Sobre él y sobre los elementos DD1.2, DD1.5 y DD2.1 se monta la centralita del distribuidor. Un nivel lógicamente alto establecido en la entrada (pin 5) del elemento DD2.2 por el comparador, y el mismo nivel que llega a la segunda entrada (pin 6) del mismo elemento desde el distribuidor en el intervalo de medición EMF, elemento de transferencia DD2.2 .XNUMX a un estado de nivel bajo en la salida, lo que detiene el distribuidor en la posición de medición EMF. Para fijar de forma fiable el distribuidor en estado detenido, el comparador DA1 está cubierto por retroalimentación positiva a través de la resistencia R20. Este acoplamiento crea una ligera histéresis en la característica de conmutación del comparador, lo que aumenta su inmunidad al ruido. El EMF al que se detiene la carga es de 1,35...1,4 V por celda de batería. Este nivel se ajusta ajustando la resistencia R19. También puede cargar las baterías con un EMF en el que se debe detener la carga, diferente al instalado en el cargador, pero luego tendrá que controlar el proceso de carga usted mismo. El interruptor SA2, cuando está cerrado, elimina la influencia del comparador DA1 en el funcionamiento del distribuidor, por lo que continúa funcionando independientemente del EMF de la batería que se está cargando. Los diodos VD1, VD2 y la resistencia R21 protegen el circuito de entrada del amplificador operacional contra daños por alto voltaje. La fuente de voltaje de referencia para el comparador consta de resistencias R1-R11 y el interruptor SA1.1. Los números que indican las posiciones del interruptor corresponden al número de celdas de la batería que se está cargando. El elemento lógico DD2.3 invierte la señal que permite la carga del distribuidor, el elemento DD1.6 la invierte nuevamente, la amplifica en corriente y la suministra a la base del transistor VT6, que controla el estabilizador de corriente de carga. El permiso de carga se indica mediante el LED verde HL1. El elemento DD2.4 invierte la señal del intervalo de descarga del distribuidor antes de alimentarla a la base del transistor VT7, que controla el estabilizador de corriente de descarga. El hecho de que se permite el funcionamiento de este estabilizador lo indica el LED amarillo HL2. Cuando se completa la carga de la batería, el LED HL1 se apaga, y si se realizó en el modo de corriente asimétrica, el LED HL2 también se apaga. Los diodos VD15 y VD16 limitan la tensión inversa en las bases de los transistores VT6 y VT7 cuando están cerrados. Puede desactivar la asimetría de la corriente de carga utilizando el interruptor SA3. Cuando sus contactos están cerrados, el elemento DD2.4 bloquea la señal para encender el estabilizador de corriente de descarga, y los elementos DD1.2, DD1.5 y DD2.1 generan una señal que transfiere el distribuidor al estado de medición EMF. Por lo tanto, no hay intervalo de descarga en el ciclo operativo del cargador y la corriente de carga es intermitente. Sólo el LED HL1 está encendido. Se ensambla un estabilizador de corriente de carga en los transistores VT1, VT3 y VT4. El valor actual depende de la resistencia de las resistencias R29-R42, seleccionadas mediante el interruptor SA4.1. Los transistores VT2 y VT5 estabilizan la corriente de descarga, dependiendo de la resistencia de las resistencias R47-R59, seleccionadas mediante el interruptor SA4.2. El diagrama de la unidad de alimentación del cargador se muestra en la Fig. 3. La mayoría de las tensiones de alimentación se obtienen a partir de la tensión alterna del devanado 3-5 del transformador T1, rectificada mediante diodos puente VD19. El estabilizador de voltaje +/-15 V para alimentar el amplificador operacional DA1 se fabrica utilizando diodos Zener VD21-VD24 y resistencias R62, R63. Los diodos Zener VD26, VD27 y las resistencias R64, R65 forman un regulador de voltaje de +/-4,7 V para microcircuitos digitales.
Para alimentar el estabilizador de corriente de carga, se utiliza un rectificador en un puente de diodos VD20 con ajuste gradual del voltaje rectificado. Se produce cambiando las tomas del devanado secundario 6-10 del transformador T1 con el interruptor SA1.2 emparejado con SA1.1. El estabilizador de corriente de descarga se alimenta desde el devanado 11-12 del transformador T1 a través de un rectificador no estabilizado en un puente de diodos VD25. El cargador está montado en una caja de acero con unas dimensiones de 180x200xx165 mm. Su panel frontal alberga todos los interruptores, LED y terminales de batería. Se instala un portafusibles VPB6-1 (FU1) en el panel trasero y se saca el cable de alimentación. En el interior de la caja se encuentra un transformador T1 y una placa de circuito de 170x190 mm. A la placa se adjunta un disipador de calor con unas dimensiones de 80x80 mm, acanalado por un lado, en cuyo lado plano se fijan los transistores VT3-VT5 sin espaciadores. El transformador T1 con una potencia de 30...40 VA está fabricado de un material destinado a la alimentación de lámparas halógenas. Tiene un núcleo magnético de acero toroidal. Se conserva su devanado primario y se retira el secundario de 12 V. El devanado 3-5 está enrollado con alambre PEV-2 con un diámetro de 0,28 mm y contiene 180 vueltas con un grifo desde el medio. El voltaje en cada mitad de este devanado es de 14 V. El devanado 11-12 consta de 39 vueltas del mismo cable, su voltaje es de 6,6 V. El devanado multiterminal 6-10 está enrollado con un cable PEV-2 con un diámetro de 0,67 mm. Hay 132 vueltas en total: 33 en cada una de las cuatro secciones. El voltaje entre los pines 6 y 10 es de 22 V. Entre los pines 9 y 10 es de 5,5 V, entre los pines 8 y 10 es de 11 V, entre los pines 7 y 10 es de 16,5 V. Los interruptores SA1 y SA4 son galletas PM 11P2N, los interruptores SA2, SA3 son MT1 o similares importados, SA5 son TP1-2. Como abrazaderas XT1 y XT2 para conectar la batería GB1 se utiliza un conector de resorte para altavoces acústicos con dos abrazaderas, roja y negra. El terminal positivo de la batería está conectado al terminal rojo y el terminal negativo al terminal negro. El dispositivo utiliza resistencias fijas MLT, resistencia de recorte SP3-38a, condensadores de óxido K50-16 y condensadores cerámicos importados similares K10-7v. Los puentes de diodos KTs407A y RS107 se pueden sustituir por otros de parámetros similares. Comience a configurar el dispositivo seleccionando la resistencia R26. Para hacer esto, conecte un miliamperímetro de rango múltiple a los terminales XT1 y XT2. Luego conecta la base al emisor de cada uno de los transistores VT6 y VT7 con dos cables puente. Seleccionando la resistencia R26, asegúrese de que no haya corriente a través del transistor VT2. Antes de ajustar el estabilizador de corriente de carga, conecte el colector y el emisor del transistor VT6 con un puente de cable y la base y el emisor del transistor VT7 con el otro. Observe las lecturas del miliamperímetro en cada posición del interruptor SA4. Si la corriente difiere significativamente, en más de ±5%, de la requerida, seleccionando la resistencia adecuada, llévela a la normalidad. Verifique el estabilizador de corriente de descarga de la misma manera, pero conectando la base del transistor VT6 con su emisor, así como el colector con el emisor del transistor VT7, mediante puentes. La corriente de descarga debe ser diez veces menor que la corriente de carga establecida por el interruptor SA4. Si este no es el caso, seleccione las resistencias apropiadas en el estabilizador de corriente de descarga. Después de completar las operaciones descritas, no olvide quitar todos los puentes. Ahora necesita ajustar el umbral EMF en el que se detendrá la carga. Para hacer esto, conecte una fuente externa de voltaje estabilizado ajustable cargada con una resistencia, por ejemplo, 2 ohmios con una potencia de 1 W, con un más al terminal XT100 y un menos al terminal XT1. Configure la corriente de carga a 4 mA con el interruptor SA2, y con el interruptor SA1 establezca el número de elementos cargados en seis, mueva la resistencia recortadora R19 a la posición de resistencia mínima (a la izquierda en el diagrama). Usando una resistencia recortadora, asegúrese de que la corriente de carga se apague de manera confiable cuando el voltaje de la fuente externa sea 8,1 ... 8,4 V. El LED HL1, y si el interruptor SA3 está en modo de carga asimétrica, el LED HL2 debe apagarse cuando se excede este voltaje. Para obtener valores EMF de terminación de carga aceptables en otras posiciones del interruptor SA1 después de este ajuste, debe seleccionar resistencias R1-R11 con valores de resistencia lo más cercanos posible a los indicados en el diagrama, o usar alta- resistencias de precisión. Literatura
Autor: A. Vishnevsky
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