バッテリの自己放電を補償する電流源。スキーム、説明

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バッテリーの自己放電を補償する電流源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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化学電流源の自己放電は避けられないため、アマチュア無線の文献では常にその補償に注意が払われてきました。自動セットトップボックスの図は、既存の充電器を簡単に変更した後、この目的に使用できます。[1] に示されています。 1 番目のオプションがあります。この目的のために、長期保管中にバッテリーに常時接続される低電力電流源 (IT) を使用します。そのような装置は産業界によっても製造されました。 ITの最初のバージョン（図2）のベース（図12）として、0,05年3.1月にザカルパトマシュPAによってリリースされたUP-N1992-5,5-UHL250タイプの充電装置の回路が使用されました。 .ウージュホロド。回路の実験中は取扱説明書しかなかったので、そこに記載されている消費電力（短絡モードでXNUMX W）、短絡モード（短絡）のIT、および短絡電流の値XNUMXに指定されているパラメータに加えて、 mA、その他の設計データはデバイスにありませんでした。

これらのデータを基に電源トランスの概算計算を行いました。入力電圧の値は、5,5 W / 0,25 A = 22 V と決定されました。手元にある変圧器の中で、最も適しているのは、24 の 25 ボルト 2.940.005 ワットのはんだごて用の降圧変圧器 (PT) でした。 .3TU 電気はんだ付けキット、ヴィニツァ工場「ライトハウス」で製造されており、その図を図 24 に示します。この変圧器は、28 つの標準 SGZ タイプソケットに 25 および 100 V の電圧を供給し、「無負荷」電流はかなり低い (XNUMX mA) です。電気的安全性の問題も構造的に解決されています。一次巻線と二次巻線がフレームの別々のセクションに配置されています。一次巻線抵抗は約 XNUMX オームです。

このデバイス（図1）は、強力なトランジスタVT1で作られた、高い内部抵抗を備えたITです。

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出力電流パラメータの一定性は、基準電圧源 (VS) から VT1 ベースに安定化電圧を供給することによって確保されるため、その出力電流はコレクタ回路の負荷から事実上独立しています。シンプルな回路設計により、IT は優れた温度安定性を備えています [2]。スタビスタの機能を実行する ION として LED を使用することで、高いパラメータが得られます。正の温度係数 h を相互に補償した結果_21eバイポーラトランジスタの (+2 mV/度) と LED 温度からの電圧降下の変化の負の温度係数により、温度から充電電流パラメータの安定性を得ることができました。これは、LED の長期間の動作にとって重要です。デバイス。

図 1 と図 2 の図の欠点は、誤ってバッテリーを逆極性で IT に接続し、その後のすべての結果が生じる可能性があることです。 [3] では、この欠点は解消されていますが、IT スキームはやや複雑です。図 3 に示す IT 回路の 4 番目のバージョンでは、[1] と比較してより単純な回路ソリューションが使用されています。図 2 および図 2 の回路とは異なり、ここでは抵抗 R1 の代わりにトランジスタスイッチが使用され、[4] と同様に充電中のバッテリーからの電圧によって制御されます。 LED 表示はその時点でのデバイスの状態を明確に判断する必要があるという理由から、[3] と比較して図 1 の回路により多くの注意が払われました。この回路には 2 色の LED インジケータが含まれており、バッテリを IT に接続する極性を明確に示します。トランジスタスイッチの導入により、XS2 と XSXNUMX が閉じているときに必要な極性の制御電圧が供給されないため、逆接続による IT を介したバッテリの放電を完全になくすことができ、短絡モードも排除できます。 VTXNUMX ベースに電力が供給されると、VTXNUMX ベースが閉じられ、バッテリ放電回路が遮断される可能性があります。

バッテリーの自己放電を補償するための電流源

バッテリーを IT に接続するための極性インジケーターは、VD5 タイプ AJ1307A と VD6 タイプ AL307B の 4 つの LED で構成され、それぞれ赤と緑です。彼の仕事は明らかだ。回路設計では、インジケーター内の LED は信号伝達に加えて自己保護機能も実行します。点灯するダイオードは、LED が逆にオンになる逆電圧 (Urev.max = 1,6 V) の影響から保護し、制限を行います。 1,8...220 Q のレベルで Urev.max を実行します。異なる発光色の 4 つの LED の代わりに、15 色の LED を使用できます。 XNUMX V の主電源電圧がオフになったときに LED インジケータを流れるバッテリ放電電流の大きさは、抵抗 RXNUMX によって決まります。この設計では、これは XNUMXmA に相当します。 LED インジケーターの考えられる状態を表に示します。

バッテリーの自己放電を補償するための電流源

220 V 電源に接続するための表示回路での無駄な損失を減らすために、VD8 ダイオードが 4 V の交流電圧の DC 巻線に接続されています (T1、図 3)。 VD8 ダイオードは、逆接続されたシリコンダイオード VD7 によって逆電圧からも保護されます。

バッテリーの自己放電を補償するための電流源

[4]には使用されたラジエーターに関する情報はありませんでした。実際の設計の最初のバージョンでは、強力なシリコントランジスタ KT803 が使用されました。これは、参考文献 [5] からわかるように、ラジエーターなしで 5 W の電力を消費します。

VT1 の最も重いモード (図 2) は (可能な限り) 短絡モードであるため、回路の動作はこのモード (200 mA) でテストされました。このモードでの調整トランジスタでの電力消費: P=240,2=4,8 (W)。実験中、トランジスタ VT1 が大幅に発熱したため、寸法 46x85x1,5 mm のジュラルミン製の追加のラジエーター (プレート) に取り付けられました。プレート自体は、高さ 12 mm の XNUMX 本のネジ付きポスト上の PT ハウジングの上部カバーに取り付けられました。

IT がバッテリー上で (化学電流源として) 動作するときに、自己放電補償電流 (SDC) よりも大きい短絡電流の物理的意味は、ある程度単純化すると、 IT、バッテリー、その他の条件の一定の内部抵抗での供給電圧。図 2 の回路をトランジスタスイッチ (図 4) で変更した後、VT1 の熱状態は大幅に改善されました (P = 24 V0,06 A = 1,44 W)。ただし、VT1 を搭載したプレートラジエーターの設計は、インストール量を維持するという理由で放棄されました。

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整流器と IT 要素は、ヒンジ方式を使用してプレートと PT ハウジングの上面の間に取り付けられます。プレートには直径5mmの穴が5つ開けられ、そこにLEDが取り付けられます。 LEDとプレートは分子接着剤を使用して相互に固定されています。 IT とバッテリーの接続は、SSh1 コネクタと、適切な設計のクランプを備えた柔軟な 2 線式ラインを使用して実行されます。追加の花びらを取り付けたフリーソケット XS2 および XS4 PT (図 2.4) を XS2.5 および XS3 (図 XNUMX および図 XNUMX) として使用しました。この改造の結果、PT は元の機能を完全に保持しました。

詳細。 IT では、電力 20 W 以上のシリコントランジスタを使用することをお勧めします。できれば金属製のケースで、少なくとも 1 V の電圧で使用することをお勧めします。抵抗 R50 タイプ MLT1、R1 MLT-2。トランス T0,5 (図 1) は、たとえば、ULF 管カラー TV の出力トランスから磁気回路 Ш3x16 (S = 24 cm3,84) 上に独立して作成できます。磁気コアの原料となる変圧器の鋼材は、周波数 2 Hz でのワット損失が低く、これは予想される長期動作モードにおける T50 にとって重要です。

T1 ターン数は、[6] の推奨に従って、式 50/S を使用して計算されました (高品質の磁気コアの使用を考慮して、経験的な数は 50 に減りました)。ここから、N=50/S(cm2)=50/3,84=13(ターン/V)となります。一次巻線の巻数は 220x13=2870、二次巻線の巻数は 13x24x1,2=370 + 13x4x1,2=63 (二次巻線の巻数は 20% 増加) となります。巻線の直径は、次の式を使用して計算されます: d=0,8(l)^0,5。一次巻線は、アクティブ抵抗を低減するため、直径0,15mmを採用しました。たとえば、二次巻線の短絡電流が 0,2 A の場合、 d=0,8(0,2)^0,5=0,36(mm)。上記の式を使用して計算され、前述の磁気回路上に組み立てられた 5 つの製造された変圧器の「無負荷」電流は、約 XNUMX mA でした。

回路のセットアップ (図 2)。 LED VD2 (図 2) をトランジスタから外し、整流器ブリッジに直接接続します。電流計に接続されたアボメータを開回路 VD2 (ポイント A) に接続します。抵抗 R2 の代わりに、レオスタットによってオンになり、最大抵抗に設定された 4,7 kOhm ポテンショメータを接続します。ポテンショメータの抵抗を変更することにより、VD2 を流れる電流は 10 mA に設定されます。 VD2をトランジスタに接続します。エミッタ抵抗器 R1 の代わりに、47 ～ 100 オームの巻線ポテンショメータが取り付けられ、レオスタットによってオンになり、最大抵抗に設定されます。最大測定限界で電流計によってオンになるアボメータを XS1 と XS2 に接続します。ポテンショメータの抵抗を変更することにより、短絡電流は 200 mA に設定されます。推奨 [3] のバッテリの TCR 値は、バッテリを接続した (事前充電した) 状態で 45 mA である必要があります。

注 EB トランジスタ VT1 ION のシャントにより、LED VD2 (図 1 および図 2) は無負荷 (バッテリー接続または出力の短絡がない場合) では点灯しません。

回路のセットアップ (図 4)。電圧 14,5 V の充電済みバッテリを IT 出力に接続し、抵抗 R4 を 470 kΩ ポテンショメータに置き換え、レオスタットをオンにして最大抵抗に設定します。ポテンショメータを使用して、ミリアンペアに流れる電流を 10 mA に設定します。図 4 の IT 出力電流の設定は、図 2 の IT 出力電流の設定と似ていますが、バッテリーが適切な極性に接続されている場合にのみ実行する必要があります。図4の出力電流ITの値は、バッテリのTCRとバッテリ接続インジケータを通過する電流の合計に等しくなければなりません。 45+15=60(mA)。

文学：

Elkin S.A. 拡張された操作機能を備えた充電および給電装置 // 電気技師。 - 2000年。 - 第4位。 P.46。
編集翻訳「LED-熱補償器」//Radio.- 1978.-No. 4.-P.61。 3. Chayi L. バッテリー充電保存装置//ラジオ趣味。 - 2003年。 - 第4位。 -P.59。
UA2.940.017RE PO「ザカルパトマッシュ」の取扱説明書。
Tereshchuk PM 他、半導体受信および増幅デバイス。アマチュア無線ハンドブック。 - K.: Naukova Dumka、1981.- P. 125。
Polyakov V. 変圧器の漂遊磁界の低減//Rodio。 - 1983年。 - No. 7。 - P.28。

著者: S.A. エルキン

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