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無線電子工学および電気工学の百科事典 ニッケルカドミウム蓄電池およびバッテリー用の充電器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 充電器、バッテリー、ガルバニ電池 専門文献では、電流制限のある固定電圧源からバッテリーを充電することが便利であることが実証されています。 このモードは、初期状態に関係なく、夜間などに再充電すると、過充電の危険がなく、朝までに完全充電が保証されるため便利です。 充電器の図を図 1 に示します。
ツェナー ダイオード VD6、オペアンプ DA1.1、トランジスタ VT1、およびこれらに直接接続された要素は、非常に安定した電圧源を形成します。 その機能は、ソースの出力電圧を R2VD6 パラメトリック スタビライザーに供給し、高いパラメーターを提供することです。 R17R28 分圧器は、単一バッテリーおよび 12 ～ 2 個のニッケル カドミウム バッテリーで構成されるバッテリーを充電する際の制限に対応する 12 の電圧ステップを生成します。 必要な充電電圧はスイッチ SA2 によって選択されます。 オペアンプ (オペアンプ) DA1.2 は、トランジスタ VT2 とともに、高負荷容量を備えたこの電圧の正確なフォロワを形成します。 出力インピーダンスは非常に小さいため、出力電流が 0 ～ 350 mA に増加するときの電圧の変化は、1 桁のデジタル電圧計では検出できません。 それは 0,003 mV 未満であり、従って出力抵抗は 32 オーム未満です。 充電開始時の電流を制限するには、抵抗 R6 (およびそれに並列接続された抵抗 R16 ～ R35) の両端の電圧降下と分圧器 R39 ～ R2 から得られる基準電圧の比較が使用されます。 トランジスタＶＴ２のコレクタ電流は、十分な精度で充電電流に等しい。 抵抗 R35 と R36 から得られる基準電圧は 1,2 V です。 電圧の比較はコンパレータによって実行され、その機能はオペアンプ DA2.2 によって実行されます。 充電電流によって抵抗 R32 の両端に 1,2 V を超える電圧降下が生じると、オペアンプ DA2.2 がトランジスタ VT3 を開き、そのコレクタ電流によってオペアンプ DA1.2 の反転入力の電圧が上昇します。 .XNUMX。これにより、オペアンプの出力電圧が低下し、ソース全体が電流安定化モードに移行します。 2,5 ～ 350 mA の範囲の電流制限は SA3 スイッチによって設定されます。 電流安定化モードにおけるデバイスの出力抵抗は、抵抗器 R30 の抵抗値に等しくなります。 追加の抵抗器 R1 を備えた微小電流計 PA31 は、1,2 V の電圧の電圧計を形成します。したがって、ソースが電流安定化モードで動作しているとき、その矢印はスケールの最後の目盛を指します。 電圧計には、電流 100 μA の微小電流計が使用されたため、この測定値は SA100 スイッチの設定の 3% に等しい充電電流に相当します。 スイッチSA1をその番号に対応する位置に設定して、放電したバッテリーを充電器のソケットX2およびX2に接続すると、最初に充電電流はスイッチSA3の位置によって決定されます。 数時間後、バッテリー電圧は SA2 スイッチで設定された値に達し、デバイスは電圧安定化モードに入ります。 充電電流が減少し始めますが、これは PA1 デバイスの表示によって監視できます。 電流が設定スイッチ SA5 の約 3% の値まで減少すると、オペアンプ DA2.1 のコンパレータが切り替わり、HL2 LED が点灯し、充電の終了を知らせます。 充電終了時の電流は非常に小さいため、日中でもバッテリー (または単一のバッテリー) を充電し続けると、バッテリーには何も起こりません。 LED HL1 - ネットワークへのデバイス接続のインジケーター。 コンデンサ C7 を選択することにより、オペアンプ DA1.2 の高周波発生が排除されます。 ダイオード VD2 VD5 の役割は何ですか? 単一のバッテリを充電する場合、オペアンプ DA1.2 の非反転入力の電圧は 1,4 V であり、充電器の出力を閉じるモードでは、その出力電圧がデバイスの充電を保証します。電流安定化モードでは、コモンワイヤに対して約 0,6 V である必要があります。 オペアンプ DA1.2 がこのようなモードで正常に動作するには、負電源の電圧が絶対値で少なくとも 2 V である必要があり、これは VD3VD5 ダイオードの電圧降下によって保証されます。 同様に、入力電圧が正電源の電圧に近いオペアンプ DA2.1 の通常動作の場合、それらの差は VD0,6 ダイオードの両端の電圧降下によって少なくとも 2 V でなければなりません。 図 1,5 に、厚さ 2 mm の片面フォイルグラスファイバーで作られたプリント基板の図を示します。このプリント基板上にデバイス部品のほとんどが配置されています。
VT2 トランジスタには、寸法 60x45 mm、針の高さ 20 mm の針状ヒートシンクが装備されています。 スイッチ SA2 および SA3 とそれに半田付けされた抵抗、微小電流計 RA1、LED HL1 および HL2、出力ソケット X1 および X2 は、厚さ 1,5 mm のグラスファイバー製のデバイスのフロント パネルに取り付けられ、トランス T1、スイッチ SA1、ヒューズ FU1 、ダイオードブリッジVD1とコンデンサC1 - 同じ厚さの背面ジュラルミンパネル上にあります。 パネルは長さ 135 mm のジュラルミン製タイで固定され、プリント基板が同じタイにネジ止めされています。 完成した構造は、角パイプの断面の形をしたアルミニウムケースに取り付けられます。 ネットワークトランス T1 - 一体型 TN-30。 ただし、二次巻線が少なくとも19 mAの電流で20 ... 400 Vの電圧を供給する他の同様の変圧器を使用することもできます。 整流器ブリッジ VD1 は、同じ出力電流用に設計されており、動作電流 300 mA の 226 つのダイオード (たとえば、タイプ D2) から組み立てることができます。 これらはダイオード VD5 ～ VDXNUMX です。 コンデンサ C1 は、公称電圧 50 V で容量 29 マイクロファラッドの K1000-25 タイプの 2 つの並列接続された酸化物コンデンサで構成されています。コンデンサ C53 は K1-5 で、残りは KM6 と KM-191 です。 熱補償ツェナー ダイオード KS6F (VD818) は、文字インデックス V ～ E の D191 または任意の文字インデックスの KS3 と置き換えることができます。 抵抗 R5、R17、R28 ～ R2 は安定したもの、たとえば C29 ～ 17 を使用することが望ましいです。 抵抗器 R28 ～ R160 の抵抗値は 10 オーム ... 0,3 kオームの範囲内ですが、XNUMX% 以下の精度で同じでなければなりません。 抵抗 R6R16 は正確である必要はありません。 同様の定格の抵抗から図に示されているものに従って選択することをお勧めします。これにより、デバイスのセットアップが簡素化されます。 抵抗器 R15、R16 はそれぞれ、並列接続された高定格かつ低消費電力のいくつかの抵抗器で構成されています。 トリマー抵抗器 R4 および R38 タイプ SP3-19a。 任意の LED HL1 および HL2 ですが、異なる発光色を持つことが望ましいです。 7 ～ 8 V の安定化電圧用のツェナー ダイオード VD5,6 および VD7,5。スイッチ SA2 および SA3 PG2-5-12P1N または同様の小型のもの。 微小電流計 RA1 タイプ M4247、電流 100 μA。 矢印の完全な偏向の異なる電流にデバイスを使用する場合、制限抵抗 R31 だけでなく R32 も選択して、(図によると) 左端の位置で 2,5 mA の充電電流を提供する必要があります。 SA3スイッチ。 トランジスタ VT1、VT2 は中電力の任意のシリコン構造 n-p-n であり、VT3 - 許容電圧が少なくとも 30 V の低電力シリコン構造 pn-p です。オペアンプ K140UD20 (DA1、DA2) は 140 倍の数で置き換え可能です。 K7UDXNUMXオペアンプ。 他のタイプのオペアンプの使用は、上記のモードでの動作の可能性によって決まりますが、テストされていません。 充電器のセットアップについて簡単に説明します。 まず、トリマ抵抗 R4 を使用して、トランジスタ VT1 のエミッタの電圧を 16,8 V に設定します。次の各位置 (回路の上側) に 51 ... SA68 の抵抗をデバイスにロードすると、出力電圧は7,5 V。出力で高周波が発生していないことを確認し、必要に応じてコンデンサ C43 を選択します。 次に、抵抗器 R2 の接続を元に戻し、スイッチ SA1,4 を位置「7」に設定します。 スイッチ SA3 の位置を変更するときは、負荷抵抗と直列に接続されたミリ電流計で測定した出力電流が、このスイッチの位置に対応する値 (350 mA を除く) に制限されていることを確認してください。 負荷抵抗を 2 つまたは 5 つのダイオード (VD3 ～ VD100 と同じタイプ) のチェーンに置き換え、SA38 スイッチを「31 mA」の位置に設定して、トリミング抵抗 RXNUMX で同じ出力電流を設定します。 微小電流計の矢印は目盛の最後の目盛を指している必要がありますが、そうでない場合は、抵抗 RXNUMX を選択してください。 次に、スイッチ SA2 を「1」の位置に設定し、スイッチ SA3 を「10 mA」の位置に設定します。 3,3 kΩの可変抵抗器とミリ電流計をデバイスの出力に接続し、この抵抗器の抵抗をゼロから増加させます。 約 0,5 mA の出力電流で、HL2 LED が点灯するはずです。 デバイスをセットアップするときは、その出力インピーダンスが非対称であることに注意してください。出力電流に対しては小さく、入力電流に対しては高くなります。 したがって、無負荷のデバイスは主電源の干渉に敏感であり、高抵抗電圧計で出力電圧を測定すると、予想外に高い結果が得られる可能性があります。 バッテリーの充電は簡単です。 スイッチを中のバッテリーの数と最大充電電流に対応する位置に設定し、バッテリーを正しい極性で出力に接続し、デバイスの電源をオンにするだけです。 充電終了のサインは、HL2 LED の点灯です。 最大充電電流は、充電式バッテリーの容量の 3 ～ 4 倍小さくする必要があります。 この充電器オプションにはどのような追加や変更が可能ですか? まず第一に、図1に示すように、充電完了後にバッテリーまたはバッテリーをオフにする電磁リレーK3でそれを補う必要があります。 HL2 LED が点灯すると、リレーが作動し、常閉接点で充電回路を遮断します。
抵抗 R44 は、リレーの明確な動作と、オペアンプ DA2.1 のコンパレータの小さなヒステリシスを確保するために必要です。 リレー K1 は 20 ～ 27 V の電圧に対応し、トランジスタ VT4 は中電力または高電力 p-n-p 構造 (KT502、KT814、KT816 など) でなければなりません。 ただし、このような追加機能をデバイスに導入した場合、充電開始後の回路の切り替えによりリレーが動作するため、必要な設定を事前に行う必要があることに留意する必要があります。 この装置を使用すると、過放電を心配することなく 2 個の電池を放電できます。 これを行うには、スイッチSA5を位置「3」に設定し、スイッチSA2を放電電流の点で最も近いがそれより大きい値に設定し、必要な放電電流を提供する出力ソケットXIとX1.2の間に抵抗を接続する必要があります。放電しているバッテリーを接続します。 バッテリ電圧はオペアンプ DA2 の非反転入力に供給される電圧より高いため、トランジスタ VT7 が閉じ、バッテリは抵抗を介して放電されます。 バッテリー電圧が 1.2 V に低下すると、オペアンプ DA1 とトランジスタ VTXNUMX が電圧安定化モードに切り替わり、放電が停止します。 HL2 LED は、バッテリの放電の完了を示すインジケータとして機能します。放電プロセス中に点灯し、終了すると消灯します。 デバイスが、異なる数のバッテリーに加えて、バッテリーの放電に使用されることが多い場合は、追加の抵抗をデバイスに導入することをお勧めします。その抵抗は、抵抗 R40 ～ R17 の合計抵抗の 28% です。 、もちろんスイッチです。 抵抗は、基準電圧源の出力（図1の図では、トランジスタVT1のエミッタ、抵抗R2、R3、コンデンサC3の接続点）とSA12の固定接点「2」の間に接続されています。抵抗R17に接続されたスイッチ、およびこの抵抗と並列に追加のスイッチ。 スイッチの接点を閉じた状態でバッテリを充電し、スイッチを開くと出力電圧が1,4倍（バッテリ1個あたり最大XNUMXV）低下すると、バッテリを放電できます。 バッテリは時間とともに変化する電流で抵抗を介して放電されます。この電流は、図 142 に示す回路に従って K12EN4A マイクロ回路をオンにすることで安定化させることができます。
抵抗器R46の抵抗値（オーム）は次の式で決定されます：R46 \u1250d 6 / Ipas、ここでIrazは放電電流（mA）です。 放電電流が依存する抵抗の値は、充電電流と同じ電流での抵抗R16〜RXNUMXの抵抗に対応します。
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