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無線電子工学および電気工学の百科事典 非対称電流によるガルバニ電池とバッテリーの自動充電。 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 読者には、充電電流の量が異なる XNUMX つの設計の充電器が提示されますが、回復方法は XNUMX つであり、非対称電流です。 ご存知のとおり、ガルバニ電池とバッテリーの回復には、非対称電流で充電するのが最適です。 この場合、充電電流は放電電流の 10 倍大きく、持続時間は 1 倍短くなります [2, XNUMX]。 停電などによる長時間の中断によってもデバイスの充電が行われる可能性があります。 電力が供給されると、充電は自動的に再開されます。 デバイスは出力ジャックの偶発的な短絡を恐れません。 バッテリーを長期間保管する場合は、充電状態を維持するためのデバイスを使用できます。 充電中の要素が設定電圧に達すると、充電は自動的に終了します。 このデバイスを使用すると、機器を使用せずに（練習に十分な精度で）充電電流と放電電流、および充電終了電圧を広い範囲で設定できます。 最初のデザイン 個々の小型電池タイプ D-0,1 を充電するように設計されています。 D-0,25; D-0,55; TsNK-0,45; NGCC-1,8 またはその輸入品およびそれらで構成されたバッテリー、タイプ 316、322、343、373 のガルバニ電池、それらで構成されたバッテリー、およびバッテリー 3336、「Krona」、「Korund」など。 。 同時に充電できるガルバニ電池の数は7個、充電式電池の数は9個です。 装置の概略図を図1に示します。 これは、トランス T1 の電源、ダイオード VD1 ～ VD4 の整流ブリッジ、およびフィルター コンデンサ C1 で構成されます。
充電電流安定化装置は、ツェナー ダイオード VD2 および抵抗 R4 とともにトランジスタ VT9、VT22 で構成され、電流源となります。 電流値は抵抗 R18 によって調整されます。 放電電流安定化装置は、トランジスタ VT1、VT5、および LED HL2 で構成され、同時にトランジスタ VT5 のベースに供給される基準電圧源として、また放電電流の指標として機能します。 放電電流は抵抗 R23 によって設定されます。 通常、充電電流 (アンペア単位) は容量の 0,1 に相当し、放電電流はアンペア時単位の容量の 0,01 に相当します。 例えば、セル３１６、３３２またはそれらのバッテリについては、充電電流は６０ｍＡ、放電電流は６ｍＡであり、セル３４３、３７３またはそれらのバッテリについては、それぞれ２００ｍＡおよび２０ｍＡである。 充電電流および放電電流のパルスを生成する方形パルス発生器は、要素 DD1.2 および DD1.3、抵抗器 R9、R10、ダイオード VD7、VD8 に組み込まれています。 ハイレベルパルスの持続時間とパルス間の休止時間の比率は 1:2 です。 パルスの持続時間は抵抗器 R9 によって決まり、一時停止の持続時間は抵抗器 R10 によって決まります。 発振周波数は約100Hz（コンデンサC5による）です。 発生器は、要素 DD1.1 の出力にハイレベル信号があると開始します。 内蔵コンパレータ DA1 には、充電を自動的にオフおよびオンにするユニット (AOD および AVZ) が作成されます。 反転入力に供給される VD4R5 または VD2R6 パラメトリック スタビライザーの基準電圧 (R3 エンジンから取得) を、印加される充電されたガルバニ電池またはバッテリーの電圧に比例する分圧器 R20、R21 の変動電圧と比較します。非反転入力DA1に接続します。 基準電圧は別のパラメトリック スタビライザー VD5R2 から取得されるため、最初の範囲 (1 ... AOS 電圧は抵抗 R6 によって設定されます。 便宜上、オートメーションユニットの制限は 4 ～ 1 V と 6 ～ 6 V の 13 つの範囲に分割されています。範囲はスイッチ SA1 によって選択されます。 デバイスの操作。 放電したガルバニ電池またはバッテリを接続すると、非反転入力 DA1 の電圧は、抵抗 R4 によって設定される反転入力の基準電圧よりも低くなります。 したがって、コンパレータのオープンコレクタ出力（9 ピン）はローレベル電圧に設定され、インバータ DD1.1 の出力はハイレベル電圧に設定され、パルスジェネレータが動作できるようになります。 同時に、ハイレベル信号が DD1.3 要素の出力に現れ、キー トランジスタ VT2 と VT3 が開きます。 トランジスタ VT2 が開くと、ツェナー ダイオード VD9 に電圧が発生します。これは、トランジスタ VT4 が開き、事前に設定された充電電流が充電される素子に流れることを意味します。 同時に、回路に従って、DD1.2 出力からのローレベル信号が DD1.4 素子の下側入力に送られます。 このスキームによる要素DD1.4の上部入力には、充電が終了するまで維持される高レベル信号があります。 その結果、DD1.4 素子の出力にハイレベル信号が現れ、トランジスタ VT1 が閉じます。 したがって、トランジスタＶＴ５も閉じて、放電電流が流れることができなくなる。 要素 DD5 の出力にローレベル信号が現れると、トランジスタ VT1.3 と VT2 が閉じます。 充電電流が止まります。 同時に、ハイレベル信号が DD1.2 エレメントの出力から DD1.4 エレメントの下位入力に受信されます (ハイレベル信号は上位入力で受信され続けます)。トランジスタ VT1 と VT5 を開きます。 これにより、放電電流が流れるようになります。 発電機の出力から次の正のパルスが到着すると、充電電流が流れることが可能になり、放電が不可能になります。 したがって、充放電プロセスは、充電される要素の電圧が AOD ユニットの動作値に達するまで継続します。 その結果、コンパレータが切り替わり、その出力の電圧が低電圧から高電圧に変化します。 インバータDD1.1の出力はローレベル信号となる。 発電機が動作しなくなります。 このため、DD1.3 の出力にはローレベル信号が設定されます。 トランジスタ VT2 と VT4 が閉じ、充電が停止します。 AOD ユニットの動作とジェネレータの停止により、ハイレベル信号が要素 DD1.2 の出力に設定され、回路によれば下位要素 DD1.4 にも設定されます。 DD1.1 素子の出力にはローレベル信号があるため、回路によれば DD1.4 素子の上部入力にもローレベル信号があり、DD1.4 素子の出力はハイレベル信号になります。 。 VT1 と VT5 は閉じられます。 放電が停止します。 充電パルス電流が流れると、ガルバニ電池またはバッテリーの電圧が AOD ユニットの動作のしきい値を超える値に上昇し、充電器の早期シャットダウンにつながります。 これにより、大幅な充電不足が発生する可能性があります。 これを防ぐために、充電電流がない状態で充電された要素の電圧が基準電圧と比較され、最大容量まで充電できるようになります。 充電時には、トランジスタ VT3 が開き、抵抗 R21 が分流され、コンパレータのスイッチング閾値が増加します。 放電が発生すると、トランジスタ VT2 と VT3 が閉じます。 コンパレータは、充電されている要素の実際の電圧を基準電圧と比較します。 AOS の設定電圧値に達すると、充電電流は完全に停止します。 分圧器 R20、R21、VT3、およびトランジスタ VT5 を通る放電電流はわずかで、1,5 V の 10 つの要素の場合はわずか 7 μA、200 つの要素の場合 - XNUMX μA です。 ただし、化学プロセスが完了すると、充電中の電気化学セルまたはバッテリーの電圧がゆっくりと低下し、基準電圧が出力電圧を超えるとコンパレータがトリガーされます。 このような充電器の組み込みを排除するために、抵抗器 R7 が導入され、ヒステリシス、つまり AOD と AVR の電圧間の差を作成する役割を果たします。 ヒステリシスにより、バッテリがより深く放電されたときに充電器が再起動することが保証されます。 R7 の値を選択するときは、放電された要素の電圧が AVZ 電圧より低い場合、充電される要素が事前に接続されているかどうかに関係なく、充電器がネットワークに接続されたときに発電機が起動することを考慮する必要があります。またはデバイスがネットワークに接続された後。 放電した要素の電圧が AVZ 電圧より大きい場合、デバイスがネットワークに接続されている場合にのみ発電機が起動し、その後要素またはバッテリーが接続されます。 コンパレータとジェネレータの安定動作のため、VD5R2パラメトリックスタビライザによって電源が安定化されます。 ダイオード VD10 は、電源回路に停電が発生した場合に充電器を介して放電するのを防ぎます。 コンデンサ C3 および C4 は、ネットワーク内でインパルス ノイズが発生した場合にデバイスを誤動作から保護します。 このデバイスは、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバー製のプリント基板上に組み立てられています。 基板の図面を図2に示します。
フロントパネルには、LED HL1 ～ HL3 と、目盛が印刷された可変抵抗器 R4、R18、R23、およびスイッチ SA1 があります。 VT4 トランジスタは、サイズ 40×25 mm、厚さ 6 mm のヒートシンク プレートに取り付けられています。 TS-10-ZM1 はネットワーク変圧器として使用されましたが、少なくとも 16 mA の電流で二次巻線に 18 ～ 250 V の電圧を供給する他の変圧器も適しています。 詳細。 このデバイスには、自家製部品や入手困難な部品は含まれていません。 スイッチ SA1 は任意のタイプにすることができます。 コンデンサ C1、C2 タイプ K50-6; C3～C5タイプKM。 MLT タイプの固定抵抗器、グループ A の変数 PP3 ～ 11。DD1 マイクロ回路は K561LE5 で置き換え可能、DA1 コンパレータは K521CA3 です。 緑色LEDの代わりにAL307V、AL307G、AL307NM、赤色LEDの代わりにAL307B～AL307K、AL307BMが使用できます。 ダイオード D9B は、任意の文字インデックスを持つ D220、D311、KD503、KD509 に置き換えることができます。 KS512A ツェナー ダイオードの代わりに、156 つの KS3102A を直列に接続して使用できます。 KT315B トランジスタは、KT3117G または KT3107 を任意の文字インデックスで置き換えます。KT361B トランジスタの代わりに、A を除く任意の文字インデックスで KT814 を使用できます。KT814B は、KT816V、G、KTXNUMXB、G と置き換えることができます。 調整。 インストールがエラーなく完了した場合、デバイスがネットワークに接続されると、HL1、HL2、HL3 の LED が点灯するはずです。 オシロスコープを DD1.3 ジェネレーターの出力に接続すると、パルスを観察できます。 コンデンサ C5 の値を一時的に 1 ... 2 μF に増やすと、発電機の周波数が低下し、LED の点滅によって変動が確認できます。 その後、AOP が確立されます。 これには、負荷電流が少なくとも 0,2 A、電圧が 0 ～ 15 V の安定化電源が必要です。出力電圧は DC 電圧計によって制御されます。 まず、オートメーションの電圧を調整するための制限は、範囲 I (6 V) と II (13 V) に設定されます。 これを行うには、VD10 ダイオードのカソードをはんだ付けします。 抵抗器 R15 は R14 と DD1.3 からはんだ付けされ、抵抗器 R12 は要素 DD1.4 から来て負の電源端子に接続されます。 同時に、充電中の要素が監視されるとき、VT5 が開き、VT3 が閉じます。これは放電モードに対応します。 安定化部への負荷を軽減するため、抵抗スライダ R23 は図のように低い位置に設定されています。 補助電源からソケット XS1、XS2 に電圧を供給します。 抵抗器 R4 は、回路に従って最初に最上部の位置に配置され、次に最下部の位置に配置され、ソースから電圧を印加して、オートメーションの電圧レギュレーション制限が 1 ～ 6 V (I 範囲) 以内であることを確認します。および 6 ... 13 B (II 範囲)。 AOD の下限電圧は抵抗 R5 と R6 の選択によって指定され (それぞれレンジ I と II に応じて)、上限は VD5 と VD6 を使用して決定されます。 コンパレータのスイッチは、HL3 LED が消灯する電圧値に対応します (HL2 LED は調整中常に点灯します)。 次に、補助電源から各種電圧を供給して、抵抗Ｒ４の目盛「充電終止電圧」を両レンジで校正する。 このために、抵抗器R4のエンジンは、スキームに従って上部の位置に移されます。 補助電源の出力に設定値に応じた電圧が設定され、抵抗R4のスライダーを図に従ってゆっくりと下側の位置に移動させます。 AOZ 電圧は、HL4 LED が消灯する抵抗 R4 スライダーの位置に対応します。 電圧をわずかに増加させ、その後徐々に減少させることによって、コンパレータの実際のスイッチングしきい値がチェックされます。 必要に応じて、これらの操作を繰り返します。 電源電圧を滑らかに下げることで、AVZ の電圧を HL3 LED の点灯で確認します。 必要に応じて、抵抗 R3 を選択します。 その後、抵抗R23「放電電流」の目盛に進みます。 測定限界が 1 mA 以上のミリ電流計を XS20 ソケットと補助電源のプラス出力の隙間に接続することにより、電圧が印加され、抵抗 R23 の抵抗値を変化させることにより、スケールが次のように校正されます。デバイスを流れる電流の値。 次に、抵抗器 R18 の「充電電流」のスケールを校正します。 これを行うには、R14 を DD1.3 からはんだ付けし、スタビライザーの正出力 (+12 V) に接続します。 少なくとも 10 mA の制限を持つミリ電流計を VD2 ダイオードのカソードと XS200 ソケットに接続し、デバイスを流れる電流の値に応じて抵抗 R18 の値を変更してスケールを校正します。 その後、抵抗器 R12、R14、R15、および VD10 ダイオードが所定の位置にはんだ付けされます。 動作中、AOS 電圧は、充電されたガルバニ電池 1,7 つあたり 1,9 ～ 1,35 V、バッテリ 1,45 つあたり XNUMX ～ XNUMX V のレートに設定されます。 第二のデザイン 車のバッテリーを充電するように設計されています。 その違いは、充電電流と放電電流に強力なスタビライザーを使用していることです。 模式図を図3に示します。 いくつかの機能に注目してみましょう。 抵抗 R4 はヒステリシスを増加させます。 シンプルで強力な電流源が充電電流安定化装置として使用されます [3]。 ただし、Uin = 2 の場合、DA0 の出力に小さな出力電圧が残り、トランジスタ VT2 が開くため、電源は VT4 を介してオペアンプに供給されます。
電子デバイスは、厚さ 1,5 mm の片面グラスファイバー製のプリント基板上に組み立てられます。 基板の図を図 4 に示します。 ダイオードVD1〜VD4とトランジスタVT6は少なくとも100cm2の面積のヒートシンクに取り付けられ、トランジスタVT4は少なくとも200cm2の面積のヒートシンクに取り付けられます。
変圧器 T1 シリアル TN-61220 / 127-50 または二次巻線の電圧が 15 ... 18 A で 7 ... 8 V の別のもの。変圧器 T1、コンデンサ C1、抵抗 R18、R23、ダイオード VD1・VD4、VD5とトランジスタVT4、VT6を別々に搭載しています。 フロントパネルには可変抵抗器 R15、R19、R22 と LED HL1、HL3 が配置されています。 詳細。 少なくとも 231 A の電流については、ダイオード D243 を D245、D213、KD5A などに置き換えることができます。 タイプ K1-2、K50-6 のコンデンサ C50、C16。 D818E ツェナー ダイオードの代わりに、任意の文字インデックスを持つ KS191 ツェナー ダイオードを使用できます。 抵抗器 R18 タイプ C5-16MV、R20 タイプ PEV15。 K553UD2オペアンプK153UD2またはKR140UD18を交換させていただきます。 入力電圧範囲が正の電源電圧以下であることが重要です。 電源回路は、断面積が少なくとも 0,75 mm2 の銅線で作られています。 確立は最初のデザインに似ています。 これらはオートメーション ユニット (AOZ および AVZ) から始まります。 このため、VD10 ダイオードのカソード、R10 抵抗は DD1.4 要素から、R13 抵抗は R12 抵抗と DD1.3 要素からはんだ付けされます。 抵抗 R10 と R13 は負の電源線に接続されています。 位置図に従って、抵抗 R22 が下部に配置され、抵抗 R19 が上部に配置されます。 安定化電源は、少なくとも 0,5 A の負荷電流と 10 ～ 15 V の出力電圧で出力端子に接続されます。出力電圧は DC 電圧計によって制御されます。 必要な電圧値 (14,2 ... 14,8 V) が供給され、HL19 LED が消えるまで、図に従って R3 スライダーを下の位置までゆっくりと回転させます。 この値は、スケール R19「充電終了電圧」に記録されます。 次に、ソースの電圧を徐々に下げて、デバイスが12,4 ... 12,8 Vでオンになることを確認します（必要に応じて、R4、R5を選択します）。 その後、抵抗R22の「放電電流」の目盛を校正します。 これを行うには、0 ～ 500 mA の電流用のミリ電流計を正端子と補助電源の間のギャップに組み込み、抵抗 R22 の値を変更することで必要な電流を設定し、スケールを調整します。校正済み。 次に、抵抗R15の「充電電流」の目盛を校正します。 これを行うには、抵抗 R12 を DD1.3 素子から半田付けし、+12 V 電圧レギュレータのプラス線に接続し、バッテリーをマイナス端子で充電器のマイナスに接続します。 測定限界が少なくとも 5 A の電流計が、VD10 ダイオードのカソードとバッテリーのプラス線に接続されます。 デバイスの電源を入れ、抵抗 R15 の値を変更して必要な電流を設定し、スケールを校正します。 その後、ダイオードＶＤ１０、抵抗Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ１３が復帰する。 放電したバッテリーがデバイスに接続されています。 次に、必要な充電電流と放電電流、および AOD 電圧が設定され、デバイスがネットワークに接続されます。 必要に応じて、間違ったバッテリー接続の LED を入力できます。 文学：
著者: N.I. マゼパ
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