小型バッテリー用の指数関数的充電器。スキーム、説明

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小型バッテリー用の急速充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されている小型電池 (NiCd など) 用の充電器は、指数関数的な電流変化を減少させながら充電します。これにより、最も完全な充電が可能になり、バッテリーの寿命を延ばすことができます。

充電プロセスの指数関数性を説明するために、等価回路を使用します (図 1)。

小型バッテリー用の指数関数充電器

コンデンサ C を抵抗 R と直列に定電圧源 Uin に接続します。最初の瞬間にコンデンサが完全に放電されていると仮定します。次に、コンデンサは抵抗器 R を介して値 Uin まで徐々に充電され、抵抗器 R の両端の電圧は図 2 に示す曲線に従って変化します。

小型バッテリー用の指数関数充電器

説明した原理を実装する充電器の図を図 3 に示します。

小型バッテリー用の指数関数充電器

充電式バッテリ G1 は、入力抵抗が大きくコンデンサに負荷をかけない電界効果トランジスタ VT1 のバッファ段を介して電流設定コンデンサ C1 に接続されています。抵抗 R1 は初期充電電流を設定します。コンデンサ C1 と抵抗 R5 はタイミング要素です。抵抗 R4 は、バッテリーの偶発的な短絡電流を制限します。

デバイス PA1 および PV1 は、充電プロセスを制御するために機能します。バッテリーを充電器に挿入した後 (SA3 トグルスイッチが開いており、電源電圧が供給されていない)、PV1 を使用して初期電圧を測定します。 NiCd バッテリには「メモリー効果」があるため、充電する前に約 1 V まで放電する必要があります。これを行うには、SA2 トグルスイッチが閉じ、PV1 デバイスを使用してバッテリの電圧が監視されます。 G1 の電圧が 1 V に達すると、SA2 が開き、SA3 が閉じます。

SA1 トグルスイッチが閉じている状態の抵抗 R1 は、初期充電電流を (0,3 ... 0,5) C に等しく設定します (C はバッテリーの公称容量です)。このモードでは、G1 は 3 ～ 4 時間充電されます。さらに、SA1 トグルスイッチが開き、指数関数モードでさらなる充電が行われます。バッテリーは再充電されないため、一晩など長時間充電器に置いたままにしても安全です。

抵抗 R5 と静電容量 C1 は、指数回路の時定数 T が次のようになるように選択されます。

Т=С1R5=20...000 (秒)。

時間に換算すると5～6時間です。記載されているデバイスでは、コンデンサの静電容量は 4700 uF、抵抗器の抵抗は 5,1 MΩ です。電界効果トランジスタ VT1 の入力抵抗が非常に高いため、抵抗 R5 は最大 10 ～ 15 に達する可能性があります。モーム。

充電器の電源には、10 V の電圧で少なくとも 9 W の出力電力が必要です。整流器の後にフィルタコンデンサを取り付ける必要はありません。

著者: A.Partin、L.Partina、エカテリンブルク

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