ユニバーサルマイクロコントローラー充電器。スキーム、説明

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ユニバーサルマイクロコントローラー充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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著者は、あらゆる小型バッテリーと、さまざまなタイプ、容量、公称電圧のバッテリーを充電するためのシンプルな汎用デバイスを作成するという課題を自分自身に設定しました。

バッテリーは今日では非常に一般的ですが、市販のバッテリー用充電器は通常万能ではなく、あまりにも高価です。提案された装置は、充電式バッテリーおよび個々のバッテリー（以下「バッテリー」と呼びます）を公称電圧 1,2 ～ 12,6 V、電流 50 ～ 950 mA で充電するように設計されています。デバイスの入力電圧は 7...15 V です。負荷なしの消費電流は 20 mA です。充電電流維持の精度は±10mAです。このデバイスには LCD と、充電モードを設定し、その進行状況を監視するためのユーザーフレンドリーなインターフェイスが備わっています。

XNUMX段階からなる複合充電方式が実装されています。最初の段階では、バッテリーは定電流で充電されます。充電すると、その両端の電圧が増加します。設定値に達するとすぐに、定電圧での充電という第XNUMX段階が始まります。この段階では、充電電流が徐々に減少し、バッテリーの設定電圧が維持されます。何らかの理由で電圧が設定値を下回った場合、自動的に再び定電流充電が開始されます。

充電回路を図1に示します。 XNUMX。

米。 1.充電回路（クリックで拡大）

その基盤は DD1 マイクロコントローラーです。内部 8 MHz RC 発振器からクロックが供給されます。マイクロコントローラーの 0 つの ADC チャネルが使用されます。 ADC1 チャネルは充電器の出力電圧を測定し、ADCXNUMX チャネルは充電電流を測定します。

両方のチャネルは 19,9 ビットモードで動作します。これは、説明されているデバイスにとって非常に正確です。測定された最大電圧は 995 V、最大電流は 1 mA です。これらの値を超えると、HGXNUMX の LCD 画面に「Hi」という文字が表示されます。

ADC は、マイクロコントローラーの内部電源からの 2,56 V の基準電圧で動作します。より高い電圧を測定できるようにするために、R9R10 抵抗分圧器はマイクロコントローラーの ADC0 入力に印加する前に電圧を下げます。

充電電流センサーは抵抗 R11 です。この電流が流れる間にかかる電圧はオペアンプ DA2.1 の入力に供給され、約 30 倍に増幅されます。ゲインは、抵抗器 R8 と R6 の抵抗比によって決まります。オペアンプの出力から、充電電流に比例した電圧がフォロワを介してオペアンプ DA2.2 に供給され、マイクロコントローラ ADC1 の入力に供給されます。

トランジスタ VT1 ～ VT4 には電子キーが組み込まれ、マイクロコントローラーの制御下で動作し、OS2 の出力で 32 kHz の周波数でパルスを生成します。これらのパルスのデューティサイクルは、必要な出力電圧と充電電流によって異なります。ダイオード VD1、インダクタ L1、およびコンデンサ C7、C8 は、パルス電圧をデューティサイクルに比例した定数に変換します。

LED HL1 および HL2 - 充電器のステータスインジケーター。 HL1 LED の点灯は、出力電圧が制限されていることを意味します。 HL2 LED は、充電電流が上昇しているときに点灯し、電流が変化しないまたは低下しているときに消灯します。正常に放電したバッテリーを充電すると、まず HL2 LED が点灯します。 LED が交互に点滅します。充電完了はHL1 LEDの点灯のみで判断できます。

抵抗 R7 を選択すると、LCD ディスプレイ上の最適な画像コントラストが設定されます。

R11 電流センサーは、ヒーターコイルまたは強力なワイヤー抵抗器からの高抵抗ワイヤーから作ることができます。著者は、加減抵抗器から直径 0,5 mm、長さ約 20 mm のワイヤを使用しました。

ATmega8L-8PU マイクロコントローラは、クロック速度が 8 MHz 以上の ATmega8 シリーズのいずれかと置き換えることができます。 BUZ172 電界効果トランジスタは、少なくとも 4 cm の冷却表面積を持つヒートシンクに取り付ける必要があります²。このトランジスタは、許容ドレイン電流が 1 A を超え、オープンチャネル抵抗が低い別の p チャネルトランジスタに置き換えることができます。

トランジスタ KT3102B と KT3107D の代わりに、電流伝達係数が少なくとも 200 の別の相補トランジスタペアも適しています。トランジスタ VT1 ～ VT3 が正しく動作している場合、トランジスタゲートの信号は図 2 に示すものと同様になるはずです。 XNUMX.

ユニバーサルマイクロコントローラー充電器
米。 2.ゲート信号のグラフ

インダクタ L1 をコンピュータの電源から取り外します (直径 0,6 mm のワイヤが巻かれています)。

マイクロコントローラーの構成は図に従ってプログラムする必要があります。 3. V_A_256_16.hex ファイルのコードをマイクロコントローラーのプログラムメモリに入力する必要があります。次のコードをマイクロコントローラの EEPROM に書き込む必要があります: アドレス 00H ～ 2CH、アドレス 01H ～ 03H、アドレス 02H ～ 0BEH、アドレス 03H ～ 64H。

ユニバーサルマイクロコントローラー充電器
米。 3. マイクロコントローラーのプログラミング

LCDやマイコンがなくても充電器の設置を開始できます。トランジスタ VT4 をオフにし、そのドレインとソースの接続点をジャンパで接続します。デバイスに 16 V の電源電圧を印加します。抵抗 R10 の両端の電圧が 1,9 ～ 2 V の範囲になるように抵抗 R16 を選択します。この抵抗は、直列に接続された 12 つの抵抗で構成できます。 8 V 電源がない場合は、10 V または 1,5 V を印加します。この場合、抵抗 R1 の両端の電圧はそれぞれ約 XNUMX V または XNUMX V になるはずです。

バッテリーの代わりに、電流計と強力な抵抗器、または車のランプを直列にデバイスに接続します。電源電圧を変更するか (ただし 7 V 以上)、負荷を選択することで、それに流れる電流を 1 A に設定します。DA6 オペアンプの出力が 2.2 .. になるように抵抗 R1,9 を選択します。抵抗器Ｒ１０と同様に、抵抗器Ｒ６は便宜上２つで構成される。

電源を切り、LCDを接続し、マイコンを取り付けます。抵抗または約 12 A の電流が流れる 0,5 V 白熱灯をデバイスの出力に接続すると、デバイスの電源がオンになると、LCD に出力電圧 U と充電電流 I が表示されます。制限電圧 Uz と最大充電電流 Iz。 LCD 上の電流および電圧の値を標準の電流計および電圧計の測定値と比較します。おそらく違うでしょう。

電源を切り、ジャンパ S1 を取り付け、再度電源を入れます。電流計を校正するには、SB4 ボタンを押したまま、SB1 および SB2 ボタンを使用して、基準電流計が示す値に最も近い値を LCD に設定します。電圧計を校正するには、SB3 ボタンを押したままにし、SB1 および SB2 ボタンを使用して、LCD 上の値を基準電圧計が示す値と等しく設定します。電源が入った状態で、ジャンパ S1 を取り外します。校正係数は、電圧についてはアドレス 02H に、電流についてはアドレス 03H にマイクロコントローラの EEPROM に書き込まれます。

充電器の電源を切り、トランジスタ VT4 を交換し、12 V のカーランプをデバイスの出力に接続します。デバイスの電源を入れ、Uz = 12 V に設定します。Iz が変化すると、ランプの明るさが滑らかに変化するはずです。。デバイスは動作する準備ができています。

必要な充電電流とバッテリーの最大電圧は、SB1「▲」、SB2「▼」、SB3「U」、SB4「I」ボタンで設定します。充電電流変更間隔 - 50 ～ 950 mA (50 mA ステップ)。電圧変更間隔は0,1～16V、0,1Vステップです。

Uz または Iz を変更するには、それぞれ SB3 または SB4 ボタンを押したまま、SB1 および SB2 ボタンを使用して希望の値を設定します。すべてのボタンを放してから 5 秒後、設定値がマイクロコントローラーの EEPROM (Uz - アドレス 00H、Iz - アドレス 01H) に書き込まれます。 SB1 または SB2 ボタンを 4 秒以上押し続けると、パラメーターの変化速度が約 XNUMX 倍になることに注意してください。

マイクロコントローラプログラムは、ftp：//ftp.radio.ru/pub/2016/09/va-256_16.zipからダウンロードできます。

著者: V. ネフェドフ

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