Ett alternativ föreslås för tillverkning av en batteriladdare för hushållsapparater, med inställning av ström och laddningsspänning, med stabilisering av strömmen vid lasten.
Med periodvis boende i ett sommarhus blir det ibland nödvändigt att ladda olika kraftkällor för en klocka, mottagare, ficklampa. Dessutom kräver Li-ion-batterier från äldre mobiltelefoner som används i tidigare tillverkade batterier. hemgjorda produkter. Med tanke på att de använda batterierna har olika former, dimensioner och monteringsdimensioner, liksom olika laddningslägen, är det nödvändigt att till viss del tillverka en universalladdare (laddare). Eftersom den här laddaren endast kommer att användas periodvis, är det inte meningsfullt att tillverka eller skaffa specialminne för varje batteritype.
I detta avseende, för att ladda olika lågeffektbatterier, kommer vi att producera en enda, förenklad men pålitlig laddare. När du laddar batterier under periodisk visuell kontroll över laddningens slut och har möjlighet att ställa in lägen (stabil ström och maximal laddningsspänning) kommer en sådan laddare att säkerställa högkvalitativ drift.
Tillverkningsprocessen för laddaren för uppgiften diskuteras nedan.
1. Installation av källdata.
För korrekt användning av nickel-metallhydridbatterier rekommenderas det att upprätthålla driftsspänningen på cellerna inom 1,2 ... 1,4 volt, maximal reduktion till 0,9 volt är tillåten. Det rekommenderas att utföra snabbladdning av NiMH-battericeller vid en spänning på 0,8 ... 1,8 volt, med en laddningsström i intervallet 0,3 ... 0,5C.
Driftspänningen för ett Li-ion-batteri är 3,0 ... 3,7 volt. Batteriet måste laddas till en maximal spänning på 4,2 volt, med en laddningsström i området 0,1 ... 0,5 C (upp till 450 mA med en batterikapacitet på 900 mAh).
Med hjälp av rekommendationerna fastställer vi följande egenskaper hos det tillverkade minnet:
Utgångsspänningen är 1,3 ... 1,8 volt (för ett NiMH-batteri).
Utgångsspänningen är 3,5 ... 4,2 volt (för ett Li-ion-batteri).
Utgångsström (justerbar) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Ingångsspänningen är 9 ... 12 volt.
Ingångsströmmen är 400 mA (1000 mA).
2. Aktuell källa.
Som en aktuell källa för minne använder vi en mobiladapter 220/9 volt, 400 mA. Du kan använda en kraftfullare adapter (till exempel 220 / 1,6 ... 12 volt, 1000 mA). I detta fall krävs inte ändringar i minnets utformning.
3. Laddarkrets.
Minneskretsen är lätt att tillverka och driftsätta, den har inte knappa och dyra delar. Enheten låter dig ladda olika batterier med en stabil, förinstallerad ström. Och även innan du börjar ladda kan du ställa in spänningsgränsen, över vilken den inte kommer att stiga vid batteripolarna, under hela laddningsprocessen.
Låt oss göra minnet enligt schemat.
4. Beskrivning av minneskretsens funktion.
Utströmstyrenheten är byggd på en VT1-komposittransistor. Det maximala värdet på utgångsladdningsströmmen begränsas av lågmotståndsmotståndet R7 (med värdena för de delar som anges i diagrammet och motsvarande strömförsörjningsenhet når Li-ion-batteriets maximala laddningsström 1,2 A). I frånvaro av ett motstånd, nödvändigt motstånd och kraft, kan det monteras från flera billiga och vanliga motstånd. I ovanstående konstruktion är till exempel tre-watt-motståndet R7 med ett motstånd på 3,4 ohm sammansatt från två seriekopplade grupper, tre parallella motstånd MLT-1 med ett motstånd på 5,1 ohm.
På transistorn VT2 och motstånd R5, R6 är en stabilisator och en laddströmregulator implementerad. Det variabla motståndet R6 är anslutet parallellt med gränsmotståndet R7 och är en strömgivare. Strömmen genom motstånd R6 är proportionell mot strömmen genom motståndet R7, men på grund av motståndsförhållandet är den mycket mindre, vilket gör att du kan kontrollera utgångsströmmen med ett växelvis motstånd och en låg effekttransistor.
Under belastning visas ett spänningsfall i strömgivaren proportionell mot den passerade strömmen. När laddningsströmmen av olika skäl ändras spänningsfallet över R6 och följaktligen ändras styrspänningen baserad på VT2-transistorn proportionellt.
Med ökande spänning på basis av VT2, ökar strömmen K-E för transistorn VT2, vilket minskar spänningen på basis av VT1. I detta fall börjar krafttransistorn VT1 att stängas, vilket minskar batteriets laddningsström. Omvänt, med en minskning av spänningen baserat på VT2, ökar laddningsströmmen. Således utförs automatisk korrigering av strömmen i lasten - stabilisering av laddströmmen.
Genom att ändra motståndet hos motståndet R6 kan vi ställa in batteriets laddningsström. Efter justering inträffar liknande processer för stabilisering av den nyinställda strömmen.
Noden för inställning av gränsspänningen görs på en justerbar spänningsregulator DA1 (TL431). När vi väljer motståndet hos motstånd R3 och R4 väljer vi det optimala spänningsstyrningsområdet. Med hjälp av ett variabelt motstånd R4 ställer vi in utgångsspänningsgränsen (innan batteriet ansluts till laddaren).
När du ansluter ett urladdat batteri till laddaren minskar utgångsspänningen. Strömmen inställd av motstånd R6 börjar strömma genom batteriet. När laddningen och ökar spänningen på batteriet, potentialen vid styrelektroden för zenerdioden DA1 närmar sig 2,5 volt, börjar zenerdioden TL431 att öppnas. Samtidigt minskar spänningen baserad på VT1 gradvis, krafttransistorn stängs och laddningsströmmen som strömmar genom den minskar gradvis till nästan noll.
En ammeter (multimeter) ingår i kontakten X2 för inställning och övervakning av laddningsströmmen; vid laddningselement av samma typ installeras en bygel istället.
X3-kontakt används för att installera ett Li-ion-batteri från en mobiltelefon. Det är möjligt att installera cylindriska batterier i olika längder med en spänning på 1,2 ... 1,4 volt i kontakt X4. Dioderna VD1 och VD2 ingår i X4-anslutningskretsen för att sänka batterispänningen till 1,3 ... 1,8 volt och för att förhindra batteriladdning när laddaren är avstängd. Med hjälp av fjärrsonder med ett klipp kan du ansluta ett icke-standardbatteri med en driftsspänning på upp till 6 ... 9 volt för laddning.
5. Göra laddningshuset
För husets minne använder vi ett plasthölje från ett gammalt relä, som mäter 90 x 60 x 65 mm. Vi förstärker fallet med en PCB-panel för installation av kontakter. Vi borrar de nödvändiga monteringshålen.
6. Vi slutför fallet med kontakter och tillverkar icke-standardelement.
7. Vi monterar fodralet med gångjärnselement. På bakpanelen finns anslutningar - styrning X2 (botten) och ingång X1 för anslutning till laddarens nätadapter. Längst upp i fodralet finns en panel för installation av ett Li-ion-batteri.
8. Logiken är fixerad på framsidan av minnet och kontakter för installation av cylindriska batterier.
9. Vi kompletterar minnet med delar i enlighet med diagrammet ovan.
Vi skjuter upp delar som har mycket värme. I detta fall är det en krafttransistor VT1 på en kylare och ett monterat motstånd R7, sammansatt av sex motstånd med lägre effekt. För att förbättra temperaturregimen samlar vi dessa delar på en separat skiva. De återstående delarna installeras och lödas på det andra kortet.
Måtten på brädorna bestäms av husets inre dimensioner och deras placering i kroppsvolymen. Efter att ha beslutat om kortens placering borrar vi hål i fallet för variabel motstånd och ventilationshål för värmeavledning.
10. Montering av minne
Enligt minnesschemat samlar vi in ström- och styrkorten, vi kontrollerar kretsens funktion.
Vi installerar och fixerar alla tillbehör i huset. För att utesluta eventuell elektrisk kontakt isolerar vi styrkortet från miljön med en plastskydd.
Vi monterar minnets utformning som helhet och kontrollerar enhetens funktion.
11. Laddarens arbete.
Innan Li-ion-batteriet ansluts till laddaren, med det variabla motståndet R4 (spänningsreglering), ställer vi in laddningsgränsen på utgångarna för detta batteri.
Vi ansluter batteriet, utspänningen minskar till restspänningen på batteriet. Genom att justera motståndet för motståndet R6 (strömjustering) ställer vi in den erforderliga laddningsströmmen.
När du installerar en cylindrisk battericell är processen för att välja lägen liknande.
När laddaren är påslagen, innan batteriet installeras, öppnas spänningsstabilisatorn DA1 (spänningen vid zenerdioden styrelektrod är högre än 2,5 volt) och LED2 (röd indikator, till vänster) tänds.
Vi ansluter batteriet, utspänningen minskar. Laddning börjar med den inställda stabila strömmen. LED2 slocknar. Beroende på inställd ström är viss belysning av LED3 (röd indikator, höger) möjlig.
När den inställda spänningen nås fortsätter laddningen vid denna spänning, men med en minskande laddningsström. LED3: s ljusstyrka ökar, LED2 slås på. Den maximala ljusstyrkan för lysdioderna LED2 och LED3 indikerar den minsta laddningsström som ligger i slutet av batteriladdningen.
