バッテリー充電リミッターインジケーター。スキーム、説明

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バッテリー充電限界インジケーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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直列に接続された単三または単四サイズの複数の Ni-Cd または Ni-Mh 電池を同時に充電する場合、一部の電池はまだ充電されておらず、他の電池はすでに充電されているという状況がよく発生します。これは、バッテリーの実際の容量が、特に「新品」ではない場合、公称容量と大幅に異なる可能性があり、同じ電流で充電すると、一部のバッテリーが他のバッテリーよりも早く充電されるためです。この状況を解消するには、各バッテリーに並列に接続されたリミッターインジケーターを組み立てます。このデバイスは、安定した電流で充電が実行され、各バッテリーの電圧や充電時間を制御しない単純な充電器に取り付けることを目的としています。

デバイス図を図に示します。 1. LED を搭載した昇圧電圧コンバータで、専用マイクロ回路 NCP1400ASN33T1 (NCP1400ASN50T1) に組み込まれています。充電バッテリー G1 に並列に接続されているリミッターインジケーターは、バッテリー電圧が 1,42 V 未満である限り、実質的に電流を消費しません。したがって、すべての充電電流が「動作」します。つまり、バッテリーが充電されます。電圧が上記の値を超えると、コンバータがオンになり、消費電流が増加し、充電電流が大幅に減少してゼロになります。 LED が点灯し始め、バッテリーの充電が終了したことを示します。

バッテリー充電制限インジケーター
米。 1.装置の図

ツェナーダイオード VD1 は、バッテリが取り付けられていない場合、故障している場合、またはホルダの接触不良によって発生する可能性のある電圧上昇からコンバータを保護します。コンバータは、制御入力 CE の電圧が 0,5 ～ 0,6 V を超えるとオンになります。電圧はダイオード VD2 および VD3 を介してこの入力に供給され、その値はそれらの両端の電圧降下の分だけ小さくなります。これらのダイオードを流れる電流、つまりダイオード両端の電圧は抵抗 R1 によって設定され、抵抗 R1,42 を選択することで電圧コンバータをオンにするしきい値を設定できます。この場合、しきい値電圧は XNUMX V に設定されます。

コンバータによって消費される電流は、LED を流れる電流の 2,5 ～ 3 倍大きくなります。電圧 3,3 V の白色 LED を使用する場合、それに流れる電流は主にそのタイプに依存し、選択が必要になる場合があります。たとえば、LED が 20 mA の電流を消費する場合、コンバータは約 50 mA の電流を消費します。コンバータをオンにした後、充電電流が減少するのはこの値です。希望の消費電流を設定するには、抵抗 R2 を直列に接続して緑色または黄色の LED を使用する必要があります。この抵抗を選択することでコンバータ全体の消費電流が決まります。赤色 LED を使用することもできますが、最初に 1,4 V の電圧で光らないことを確認する必要があります。いくつかの例ではこれが可能です。

表面実装に小型の素子を使用すると、デバイスのプリント基板も小さくなります。その図を図に示します。 2.両面です。基板の穴を通して、両側のコンタクトパッドが相互に接続されます。 LED、コンデンサ、抵抗 R2 は一方の側に取り付けられ、残りの要素はもう一方の側に取り付けられます。 CDLL4148 ダイオードは、KD521 および KD522 シリーズの出力ダイオードと置き換えることができます。ツェナーダイオード - 安定化電圧 3 ～ 3,3 V の低電力。抵抗とコンデンサ - 表面実装用、サイズ 0805 または 1206。チョークは 200 ～ 250 mA の電流用に設計する必要があり、チョークが適しています - LQY4N 、LQN4N、SDR0703、または出力シリーズ EC24。 LED はどのタイプでも使用できますが、LED を流れる電流が非常に大きいため、輝度を高めた LED を使用する必要はありません。

バッテリー充電制限インジケーター
米。 2. デバイスの PCB 図面

基板上の要素の配置を図に示します。 3. 追加の抵抗器 R2 が、LED が取り付けられている側に取り付けられ、事前にプリント導体にカットが行われます。図ではセクションと抵抗 R2 が強調表示されています。赤の3。装置の外観を図に示します。 4.

バッテリー充電制限インジケーター
米。 3.ボード上の要素の配置

バッテリー充電制限インジケーター
米。 4. 装置の外観

このような制限インジケーターを、充電電流が60...80 mA（最大800 mAhのバッテリーの場合）の充電器に取り付けると便利です。この場合、LED を点灯した後、バッテリーは数分の XNUMX 少ない電流で充電を続けます。コンバータの消費電流を増やすには、出力に XNUMX つまたは XNUMX つの LED を取り付け、それぞれに独自の抵抗を付ける必要があります。

充電器の充電電流が 150 ～ 200 mA (最大 1,5.2 Ah のバッテリー容量の場合) の場合は、出力電圧 5 V の超小型回路 (NCP1400ASN50T1) を使用し、電流制限回路を取り付ける必要があります。 LED と直列に抵抗を接続します (この場合のすべての変更は、図 1 で赤色で強調表示されています)。この抵抗を選択することで、希望の LED 電流を設定できます。この場合、コンバータの消費電流は約400倍になります。より強力な LED を使用するか、それぞれに独自の電流制限抵抗を備えた XNUMX つまたは XNUMX つの LED を並列に取り付ける必要がある場合があります。インダクタを流れる電流パルスは XNUMX mA に達する可能性があるため、この電流に合わせて設計する必要があることに注意してください。

コンバータのターンオフ電圧はターンオン電圧より約 0,1 V 低いことに注意してください。コンバータをオンにした後、バッテリがわずかに放電した場合、コンバータはオフになり、充電は継続されます。

それを設定するには、結局のところ抵抗の選択が必要になります。 1,42 V の電圧がデバイスに供給され、抵抗 R1 を選択することでコンバータがオンになります。この抵抗の抵抗値は 200 kΩ を超えてはなりません。それを超える場合は、他のダイオード VD2 と VD3 を選択する必要があります。スイッチングしきい値は、コンバータに 1,2 V の電圧を印加し、徐々に 1,5 V まで上げることによって数回制御されます。必要に応じて、調整が繰り返されます。コンバータによって消費される電流を変更する方法については上で説明しました。

著者: I. ネチャエフ

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