バッテリーの自動放電装置。スキーム、説明

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バッテリーの自動放電装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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読者の注目を集めたこのデバイスは、単三または単四サイズの Ni-Cd または NI-MH 電池をあらかじめ設定された電圧まで自動的に放電するように設計されています。このデバイスには動作モードが表示され、放電したバッテリーから直接電力が供給されるため、追加の電源は必要ありません。

Ni-Cd および Ni-MH 電池の耐用年数と保証容量は、それらの正しい使用方法に依存することが知られています。バッテリーの状態が悪化する原因の XNUMX つは、ニッケルベースのバッテリーに固有のメモリー効果の発現であることもよく知られています。メモリー効果とは、不完全に放電したバッテリーを充電することによって生じるバッテリー容量の損失です。この影響は Ni-Cd バッテリーで最も顕著であり、メーカーによれば、Ni-MH ではその発現は重要ではありません。しかし、実践が示すように、ニッケル水素電池を使用する場合、そのような「軽微な」症状を無視すべきではありません。

メモリー効果に対抗する効果的かつ手頃な方法は、その発現を防ぐことです。これは、毎回充電する前にバッテリーを安全な残留電圧まで完全に放電するか、定期的なトレーニングを実施することで構成されます。トレーニングは、充電サイクルを数回繰り返し、その後 1,05 ～ 1,1 V の電圧まで放電することとして理解されます。トレーニングの頻度は、Ni-Cd バッテリーの場合は月に XNUMX 回、Ni-MH の場合は XNUMX か月に XNUMX 回で、それ以上の頻度でトレーニングします。摩耗が促進されるため、バッテリーの状態に悪影響を及ぼします。特殊なコントローラーに基づいて構築された最新のユニバーサル充電器 (CHD) は、原則として、充電プロセスの開始直前にバッテリーを安全な電圧まで事前に放電し、それによってメモリー効果の発生を防ぎます。しかし、そのようなメモリデバイスのコストは非常に高価です。したがって、単純なメモリが利用可能であれば、提案された放電デバイスでそれらを補うことができます。

このようなデバイスの図を図 1 に示します。 XNUMX。

米。 1（クリックで拡大）

DA1 チップには、デバイスの残りの要素の動作に十分な電圧を生成する昇圧 DC-DC コンバータが含まれています。 DA2 マイクロ回路のピン 1 を負の電源ラインに接続することにより、コンバータの出力電圧は 5 V に選択されます。

調整可能な等価負荷は、強力なバイポーラトランジスタ VT1 と可変抵抗器 R2 に組み込まれています。放電電流の調整範囲は 0,07 ～ 1 A です (デバイスの他のコンポーネントによって消費される電流を考慮して)。電界効果トランジスタ VT2 は放電したバッテリーに相当する負荷を接続するために使用され、トランジスタ VT3 はコンバータの電源電圧を制御するために使用され、ボタン SB1 はデバイスを起動するために使用されます。

DA2.2 オペアンプにはコンパレータが組み込まれており、バッテリ電圧の下限しきい値 (1,05 ～ 1,1 V) を監視します。 OUDA2.1 と LED には、それを示す NL2 インジケーターがあります。電池電圧が 1,2 V を超える場合、一定の放電電流値での電池の放電の程度を大まかに推定するのに役立ちます。分圧器は抵抗器 R5 ～ R7 で作られ、コンパレータの応答しきい値を形成します。

バッテリ電圧が下限しきい値を超えている場合、SB1 ボタンを短く押してデバイスを起動した後、オペアンプ DA2.2 の出力がハイレベルに設定され、これによりトランジスタ VT3 が開き、ボタンを放した後でもデバイスはオンのままになります。トランジスタ VT3 と同時に、トランジスタ VT2 が開き、等価負荷がバッテリに接続されます。 HL1 LED の点灯は、バッテリーが放電されていることを示します。電圧が 1,2 V を超えると、HL2 LED が点灯します。

バッテリ電圧が下限しきい値を下回ると、オペアンプ DA2.2 の出力のハイレベルがローレベルに変化し、トランジスタ VT2、VT3 が閉じるため、負荷等価物と電圧コンバータがオフになります。となり、HL1 LED が消灯します。等価負荷および他のコンポーネントに個別の電圧供給を使用するのは、デバイスの動作に対する放電電流の変化の影響を排除する必要があるためです。したがって、スイッチングトランジスタを XNUMX つだけ使用した場合、バッテリの放電プロセス中に発生する放電電流の減少は、バッテリのマイナス端子とバッテリのマイナス端子間の電圧差の変化によるコンパレータの動作閾値の低下につながります。オペアンプのマイナス電源ライン。

ほとんどの部品は、片面箔がコーティングされた厚さ 1 mm のグラスファイバー製のプリント基板に実装されています (図 2)。

自動バッテリー放電器
図。 2

ボードは定抵抗器 MLT、S2-33、可変抵抗器 SPZ-4AM を取り付けるように設計されており、デバイスのフロントパネルに取り付けられ、絶縁ワイヤでボードに接続されます。酸化物コンデンサ - 小型輸入品、C3 - セラミック K10-17 または輸入品。 MAX756電圧コンバータは、オペアンプKR1446UD1、LM358、RS1040を備えた国産アナログKR1PN358、デュアルオペアンプKA1251と置き換えることができます。 KT817Aトランジスタはプラスチックケース入りのKT817シリーズと交換可能で、面積約3,5cm2の自作アルミヒートシンクを搭載しており、電界効果トランジスタKP505AからKP505Bへの交換も可能です。 KP505V。 BSS295。ダイオード VD1 - KD521、KD522、KD102 シリーズのいずれか。 KD103 または輸入品 1N4148。 LED - レンズ直径が 3 mm で、1 mA の電流で十分な明るさを備えた小型のもの。インダクタンス 24...22 µH の輸入チョーク EC100。ボタン SB1 - セルフリターン TS-0403 付き、高さ 5 mm、プッシャーの長さ 1,5 mm。

実装基板の外観を図に示します。 3、およびデバイス全体 - 図。 4. 全体の寸法が 83x38x13 mm のプラスチックケースが付いています。温度管理を容易にするために、ケースには通気孔が開けられています。

自動バッテリー放電器
図。 3

自動バッテリー放電器
図。 4

セットアップ中に、コンパレータの応答しきい値は、抵抗 R5 ～ R7 の選択を使用して設定されます。可変抵抗モーターには指針を装備することができ、放電電流目盛をハウジングに配置することができ、これはミリ電流計を使用して校正されます。

著者: ケレクサシヴィリ V.

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