自動バッテリー充電器。スキーム、説明

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自動充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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開発した自動充電器（AZU）は、MP3プレーヤーの小型バッテリーや指型バッテリーを充電することができます。デジタルカメラ、懐中電灯など。ネットワークから。これを使用すると、普及しているニッケルカドミウム (Ni-Cd) バッテリーが持つ「メモリー効果」を排除するために、複数の充電器を放棄してバッテリーを完全に放電させることができます。バッテリーの充電器は、49900 年 04.08.2006 月 1 日付けの RF 実用新案特許第 XNUMX 号を実装しており、[XNUMX] の充電器はそのプロトタイプとして機能しました。

自動充電器の主な機能は、集積回路TL431（調整可能なツェナーダイオード）の使用と、リアクタンス素子（この実施形態ではコンデンサ）に基づくオルタネータの使用によって提供される。自動充電器は、主電源から 155 mA の安定した電流 (220 8、50 Hz) で「フィンガー」バッテリー AAA および AA を充電します。充電電流も比例して減少するため、より低い主電源電圧でも使用できます。充電電流の安定性は、図 1 の AC 電源電圧の安定性によって完全に決まります。バッテリーの充電が始まると信号 LED が点灯し、充電が終了する前に点滅し始め、その後完全に消灯します。充電器は、充電されたバッテリの EMF に達すると、充電電流を (少なくとも XNUMX 桁分) 自動的に減少させ、このモードをライトで表示します。

スタンドアロンモード (ネットワークに接続しない) では、バッテリーは自動的に約 0,6 V の電圧まで放電され、プロセスがライトで表示されます。バッテリが完全に充電されている場合、このような放電は約 200 mA の電流で始まります。

電池全体の放電は不合理だからです。構成バッテリーの非同一性によって悪化する可能性があります。

デバイスに含まれるもの：

電流制限コンデンサC1。 C2;
保護抵抗R1、R2;
ブリッジ整流器VD1;
制御および表示回路C3、R3。 HL1、R4、R5、VD3、DA1、VS1、VT1;
デカップリングダイオードVD2;
充電回路 R6。 R7| C4、G81;
放電回路K1。 R8。 HL2。 SB1。 GB1。 AZUは次のように動作します。

AC 用のコンデンサ C1 および C2 は反応性安定器であるため、約 155 mA の電流を供給します。デバイスの電源がオフになった後にコンデンサを放電するには、抵抗 R1 を使用してコンデンサを分路します。抵抗 R2 は、充電器の電源がオンになったときの突入電流の振幅を制限し、コンデンサ C1 または C2 が電気的に故障した場合の一種のヒューズとして機能します。交流ダイオードブリッジ VD1 を整流します。

充電回路を図 1 に示します。

自動バッテリー充電器

制御回路の主なリンクは、制御されたツェナーダイオード DA1 のマイクロ回路です。制御入力 2,5 の 1 V の安定した電圧で「開き」、トライアック VS1 がオンになります。 DA1 の制御電圧は、抵抗分圧器 R81-R1 の両端のバッテリー電圧 G2 から得られます。この分配器は、4 つの「フィンガータイプ」バッテリーからバッテリーを充電するように構成されています。コンデンサ C1 は、充電回路内の電圧をフィルタリングし、コンデンサ C2、CXNUMX の充電の過渡プロセス中 (たとえば、AZU が無負荷でオンになっているとき) に電圧を制限します。

VS1 が開くと、バッテリ充電電流全体が VS2 を流れなくなり、デカップリングダイオード VD1 が閉じ、充電器がネットワークから消費する電力が減少します。表示回路の LED HL1 は点灯せず、電池が充電されていることを示します。これらのプロセスは電源電圧の半サイクルごとに繰り返されるため、半サイクルの開始時に HL3 LED の点滅を消すには、ローパスフィルター R3-C3 が使用されます。 C1の電圧はLEDの電圧に達する時間がなく、DA1の動作後、トランジスタVT3がオンになり、コンデンサC3が放電されます。ツェナーダイオード VD9 は、たとえば DA1 の誤動作の場合に、充電回路の入力で過電圧保護を提供します (電圧を XNUMX V に制限します)。

放電回路により、Ni-Cd バッテリを完全に放電し、場合によっては復元することができ、「メモリ効果」による容量の損失なくバッテリの動作が保証されます [2]。同じ記事では、約 30 サイクルの動作後に個々のバッテリーに対してこのような操作を実行することが推奨されています。現在より一般的な Ni-MH (ニッケル水素) バッテリーには「メモリー効果」がありますが、その程度ははるかに低いことに注意してください。

放電は1つのアキュムレータに対して行われます。 2番目のバッテリーの代わりに、放電中に短絡された全体レイアウトが取り付けられます。 SB1 ボタンが押されると、HL0,6 ランプがバッテリーに接続され、K1 リレーが作動して接点がボタンをブロックし、バッテリーが放電します。バッテリーの電圧が約 2 V になると、リレー KXNUMX が接点を開き、バッテリーは放電回路から切り離されます。ランプHLXNUMXは放電の状態を知らせるとともに、放電電流の安定化にも貢献します。なぜなら電圧が低下すると、抵抗も減少します。

原則として、充電器を使用すると、完全に放電したバッテリーを 1 番目のバッテリーの代わりに全体のレイアウトを使用して充電することができます。これを行うには、依存性: 0.011=XNUMXСに従って充電時間 t を制御する必要があります。 (時間) ここで、C はバッテリー容量 (mAh) です。

たとえば、1000 mAh の容量のバッテリーを充電する必要があります。これを行うには、AZU を使用して t=220 0,011=1000 (時間) の間 11 V ネットワークに接続する必要があります。この場合、自動化と AZU 表示は機能しません。

充電器は携帯電話「Samsung A300」の充電器のケースに組み込まれています（図2）。熱レジームを促進するために、直径 3 mm の穴が本体に開けられています。単三電池 1 本用の標準バッテリーカセットは、コーナーインサートを介してケースの側面の 3 つに接着されています (放電回路を収容するため)。古いノードの代わりに無線コンポーネントを備えた新しいノードが取り付けられ、ケース内の既製の穴 (直径 88 mm) が HLXNUMX LED に使用されます。このアセンブリのボードは、ビニールプラスチックなどの熱可塑性プラスチックでできています。無線コンポーネントはそれに接着されるか、リード線が基板に融着されます。充電器の接着接続はすべて XNUMXHT 接着剤で行われています。取り付け - ヒンジ付き。

自作リレーK1はKEM-2リードスイッチ(15Aターンで動作)をベースに製作しました。リードスイッチ本体にポリ塩化ビニルチューブを装着し、その全長に1mmのPEL-00,12線を200回巻いてあります。抵抗器 R8 (図 1) は、リレー K1 の解除電圧を 0,6 ～ 1 V の範囲で選択します。

充電器は MPT-0,125 タイプの抵抗器 (R1. R2 - MLT-0,25) を使用します。 73V用フィルムコンデンサK17-250(C1.C2)。 10 V 酸化物輸入コンデンサ (C3、C4)、ベースレス小型白熱ポンプ 3 V / 0,1 A、および直径 3 mm の明るい赤色 LED。一般的なアプリケーションのほとんどすべてのシリコン低電力トランジスタをデバイスで使用できます。

アノード pn 接合によって制御されるサイリスタが見つからなかったので、Motorola のトライアック (VS1) を使用しました。これは、同等のトランジスタでうまく置き換えることができます (図 3)。代替品は実験的に検証されています。

保守可能な無線コンポーネントから適切に組み立てられた充電器では、抵抗 R1 を使用して DA6 の動作電圧を設定するだけで済みます。抵抗は正のバスから切り離され、2.9 V の定電圧が別の電源から分圧器 R6-R7 に印加されます (図 1)。バッテリーを取り付けた状態で、充電器を電源に接続し、DA6 チップが動作し始めるように抵抗 R1 を選択します (HL1 LED の発光またはオシロスコープを使用して制御されます)。その後、所定の位置でR6をオンにして、最終的に構造を組み立てます。

要素C3。 R4。 VD3 と VT1 は、充電器の電気特性を変えることなく回路から削除できます。なぜなら信頼性と使いやすさが向上するだけです (バッテリーの充電終了の通知がより適切になります)。コンデンサ C2 についても例外が可能です。これにより、充電電流がわずかに減少します。

これはユニバーサル充電器です。私のバージョンの充電器は、電話の充電器として使用するなど、XNUMX 年以上正常に動作しています。このために必要な回路が導入されます。単 XNUMX サイズの小型バッテリーを充電するには、充電器内で確実に接触するように最も単純なアダプターが使用されます。さらに、すでに述べたように、単一の電池で動作するには、単三電池の短絡全体のレイアウトが必要です。

警告！ 充電器の電気回路は 220 V ネットワークに接続されています。充電器を使用するときは、通電している回路に触れないように注意してください。

文学

S.ビリュコフ。「調整可能な」ツェナーダイオードを備えた充電器。 - ラジオ。 2003年第3号。 P.57。
B.ステパノフ。 Ni-Cd電池の「寿命」を延ばしましょう。 -ラジオ、2006年。第5号。

著者: V.グストコフ、サマラ

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