|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Hızlı pil şarj cihazı
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Şarj cihazları, piller, galvanik hücreler Описываемое в статье устройство предназначено для ускоренной зарядки батарей Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов экспоненциально уменьшающимся током. К его достоинствам можно отнести возможность выбора времени зарядки в пределах от 45 мин до 3 ч, простоту изготовления и налаживания, отсутствие нагрева аккумуляторов в конце зарядки, возможность визуального контроля процессе зарядки, автоматическое восстановление процесса при отключении и последующем включении электропитания, удобство пользования. Устройство можно использовать в качестве стенда для снятия зарядно-разрядных характеристик аккумуляторов. При зарядке большим неизменным током (0.5Е и более, где Е - емкость аккумулятора) аккумулятор начинает нагреваться после 75...80 %-ного заряда, причем Ni-MH аккумуляторы нагреваются больше, чем Ni-Cd [1]. После полной зарядки аккумулятора температура ускоренно возрастает [1], и если этот процесс вовремя не остановить, то он завершается воспламенением или взрывом аккумулятора. Рекомендуемая температура прекращения зарядки - +45 °С [2]. Однако этот критерий годится только как аварийный: сочетание перезарядки с перегревом снижает емкость аккумулятора и, следовательно, сокращает срок его службы. Pilin belirli bir voltaja ulaşması da işlemin sonlandırılması için tatmin edici bir kriter değildir. Gerçek şu ki, pilin sıcaklığına ve "yaşına" bağlı olduğundan, tam şarja karşılık gelen değeri önceden bilinmemektedir. Birkaç milivoltluk bir hata, pil şarjının hiçbir zaman bitmeyeceği veya çok erken biteceği anlamına gelir [3]. Sabit bir akımla şarj ederken şarjı kontrol etmek kolaydır - bu, işlemin süresiyle doğru orantılıdır. Özellikle değeri pilin nominal kapasitesine eşit olarak ayarlanabilir. Ancak zamanla kapasitesi azalır ve kullanım ömrü sonunda nominal değerinin yaklaşık %80'ine ulaşır. Bu nedenle, şarjın nominal kapasiteyle sınırlandırılması, pillerin aşırı şarj ve aşırı ısınmasının olmayacağını garanti etmez ve bu nedenle şarjın sona ermesi için tek kriter olamaz. Самый сложный критерий окончания процесса - момент, когда напряжение на аккумуляторе достигает максимума, а затем начинает уменьшаться. Максимальное напряжение на аккумуляторе соответствует полной зарядке, но в [2] показано, что оно является следствием нагрева аккумулятора в процессе восстановления заряда. Величина максимума очень мала, особенно у Ni-MH аккумуляторов (около 10 мВ), поэтому для его обнаружения применяют АЦП или преобразователи напряжения в частоту [2]. При зарядке батареи максимум напряжения разных ее элементов достигается в разное время, поэтому желательно контролировать каждый из них отдельно. К тому же встречаются аккумуляторы с аномальной зарядной характеристикой, на которой этот максимум отсутствует. Иначе говоря, контроль только напряжения недостаточен, необходимо еще контролировать и температуру, и величину заряда, пропущенного через батарею. Bu nedenle, bir pili büyük bir sabit akımla şarj ederken, elemanlarının her birini çeşitli kriterlere göre kontrol etmek gerekir, bu da şarj cihazını zorlaştırır. Yalnızca düşük akımla (0,2 E'den fazla olmayan) şarj etmek, büyük bir aşırı şarjla bile pillerin acil olarak aşırı ısınmasına neden olmaz. Bu durumda, her bir elemanın durumunun izlenmesine gerek yoktur; şarj cihazının çok basit olduğu ortaya çıkar, ancak dezavantajı açıktır - uzun şarj süresi. Başlangıçta yüksek olan şarj akımının zamanla azaldığı şarj cihazları bulunmaktadır [4-6]. Bu durumda her bir pil elemanının durumunu izlemeye de gerek yoktur. Ancak bu cihazlarda şarj miktarı üzerinde bir kontrol yoktur ve tam şarjın kriteri, yukarıda belirtildiği gibi tatmin edici olmayan belirli bir voltajın elde edilmesidir. В [7] описано зарядное устройство, в котором аккумуляторная батарея заряжается как конденсатор от источника неизменного напряжения через резистор. В этом случае зарядный ток теоретически должен уменьшаться с течением времени по экспоненте с постоянной времени, равной произведению эквивалентной емкости аккумулятора на сопротивление этого резистора. На практике же зависимость тока зарядки от времени отличается от экспоненциальной, так как эквивалентная емкость и выходное сопротивление источника изменяются в процессе зарядки. Но даже если пренебречь указанным отличием, то важнейший параметр - постоянная времени зарядки - неизвестен, вследствие чего невозможен контроль пропущенного через аккумулятор заряда. Поэтому зарядка оканчивается опять же по достижению определенного напряжения... Önerilen cihazda, üstel olarak azalan bir darbe formundaki şarj akımı, basit bir RC devresi kullanılarak uygulanması kolay olduğundan seçilmiştir. Doğal olarak sona erer, belirli bir süre sonunda pilleri kapatan bir zamanlayıcıya olan ihtiyacı ortadan kaldırır, piller uzun süre şarj cihazında kalsa bile şarj sınırlıdır. Şarj akımının bir akım jeneratörü tarafından üretilmesi önemlidir, bu nedenle değeri ve şekli akülerdeki voltaja veya şarj özelliklerinin doğrusal olmamasına bağlı değildir. Şarj sırasında pillerden geçen akım I katlanarak azalır: I = l0exp(-t/T0), (1) где t - время; l0 - начальный ток зарядки; Т0 - постоянная времени зарядки. При этом каждый аккумулятор получает заряд q, который оценивается выражением q = I0Т0[1 - exp(-t/T0)] = (I0 - I)Т0. (2) I ve q'nun t zamanına bağımlılığının grafikleri Şekil 1'de sunulmaktadır. XNUMX.
Видно, что за время ЗТ0 заряд достигает значения 0,95I0Т0 и далее приближается к значению I0Т0. Рекомендуется выбирать значения I0 и Т0 по формулам I0 = nЕ, Т0=1 ч/n, где n=1.2,3,4. (3) Самое удобное значение n = 1. Начальный ток зарядки в этом случае равен электроемкости Е, время зарядки - 3 ч. (Практически можно оставить аккумуляторы в зарядном устройстве на ночь, и к утру они будут полностью заряжены). Если такое время зарядки слишком велико, значение n увеличивают. При n = 2 оно составит 1,5 ч при начальном токе зарядки 2Е. Такой режим пригоден для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Увеличение n до 3 уменьшает время зарядки до 1 ч, но начальный ток зарядки возрастает до ЗЕ. Наконец, при n = 4 время зарядки сокращается до 45 мин, а начальный ток зарядки увеличивается до 4Е. Значения n, равные 3 и 4, допустимы для Ni-Cd аккумуляторов, так как их внутреннее сопротивление мало (менее 0,1 Ом). Что касается Ni-MH аккумуляторов, то их внутреннее сопротивление в несколько раз больше, поэтому большой ток может их разогреть в начале зарядки, что недопустимо. Значения n больше 4 применять не рекомендуется. Можно выбрать I0 на 5 % больше, чем определенный по формуле (3). Тогда точное время зарядки составит 3 ч/n, а дальнейшая 5 %-ная перезарядка несущественна. Cihazın çalışma prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. XNUMX.
Конденсатор емкостью С1, предварительно заряженный до напряжения U0l разряжается через усилитель тока А1 с входным сопротивлением Rin и коэффициентом усиления по току Кi. Ток во входной цепи усилителя Iin |П определяется выражением lin = U0exp(-t/RinC1)/Rin. (4) Ток в выходной цепи усилителя I = Kilin заряжает аккумуляторную батарею GB1: I = KlU0exp(-t/RinC1)/Rin = SU0 exp (-t/RinC1), (5) где S = Ki/Rin - крутизна усиления усилителя, если его рассматривать как преобразователь напряжения в ток. Сравнивая (2) и (5), имеем Т0 = RinC1, I0 = KU0/Rin = SU0.(6) Удобно выбрать U0 = 1 В,С1 =1000 мкФ, тогда из (3) следует, что Rin = 3,6 МОм/n, S = nЕ, Кi = SRin = 3600000Е. (7) Например, при Е = 1 А-ч и n = 1 должны быть следующие параметры: Rin=3,6 МОм, S = 1 А/В, К = 3600000 = 131 дБ. Cihazın şematik diyagramı Şek. bir.
Усилитель тока собран на ОУ DA2.1 и транзисторах VT2 и VT3. Напряжение питания ОУ стабилизировано микросхемой DA1. Узел на транзисторе VT1 контролирует величину этого напряжения. Когда оно в норме, этот транзистор открыт, через обмотку реле К1 течет ток, контакты реле К1.1 замкнуты, светодиод HL1 светится, сигнализируя о нормальной работе устройства. Выключателем SA1 выбирают режим зарядки: постоянным током (когда его контакты замкнуты) или экспоненциально уменьшающимся (когда они разомкнуты). Резисторы R2 и R3 образуют делитель напряжения. Напряжение на движке переменного резистора R3 определяет ток зарядки. В режиме "Постоянный" это напряжение через резистор R1 и замкнутые контакты реле К1.1 поступает на неинвертирующий вход ОУ. Его выходной ток усиливается транзисторами VT2, VT3 и устанавливается таким, чтобы напряжения на резисторах R11 и R5 стали одинаковыми. Коэффициент усиления по току К, = R5/R11 и при указанных на схеме номиналах примерно равен 107, а крутизна преобразования напряжения b tok S=1/R11=ЗА/В. “Azalma” modunda (SA1 anahtarının kontakları açık), 2 μF kapasiteli C1000 kapasitörü, formül (5)'e göre seçilen bir zaman sabiti ile R3 direnci üzerinden boşaltılır. Bu kapasitörden geçen katlanarak azalan akım, DA2.1 op-amp ve VT2, VT3 transistörleri tarafından güçlendirilir ve X1 konektörüne (“Çıkış”) bağlı pilleri şarj eder. Diyot VD2, besleme voltajı kapatıldığında bunların boşalmasını önler. Ampermetre PA1, şarj akımının mevcut değerini izlemek için kullanılır. Kapasitör C5, cihazın kendi kendine uyarılmasını önler. R4, R8-R10 dirençleri akım sınırlayıcıdır. Acil durumlarda, örneğin direnç R2 bozulduğunda veya transistör VT11 bozulduğunda, op-amp'i ve transistör VT3'yi korurlar ve diğer elemanların arızalanmasını önlerler. При отключении питания в режиме зарядки уменьшающимся током транзистор VT1 закрывается и реле размыкает контакты К1.1, предотвращая дальнейшую разрядку конденсатора С2. Светодиод HL1 гаснет, сигнализируя об отключении питания. С восстановлением питания транзистор VT1 открывается, реле К1 замыкает контакты К1.1 и зарядка аккумуляторов автоматически продолжается с того значения тока, при котором он был прерван. Светодиод HL1 снова загорается, сигнализируя о возобновлении зарядки. Нажатием на кнопку SB1 можно кратковременно прекратить зарядку при снятии зарядных характеристик. При этом конденсатор С4 предотвращает проникание сетевых наводок на вход ОУ. Устройство собрано на универсальной печатной плате и размещено в корпусе размерами 310x130x180 мм. Аккумуляторы типоразмера АА размещают в желобе на верхней крышке корпуса. Контактные гнезда выполнены в виде отрезков ленты из луженой жести, которые прижимаются к аккумуляторам пружиной от стандартного отсека для элемента типоразмера АА. Через пружину ток не идет. Следует отметить, что имеющиеся в продаже пластмассовые отсеки пригодны лишь при токе, не превышающем 500 мА. Дело в том, что ток, протекающий через контактные пружины, разогревает их, при этом нагреваются и аккумуляторы. Уже при токе 1 А пружины нагреваются настолько, что рвсплавляют стенку пластмассового корпуса отсека, делая его дальнейшее использование невозможным. Транзистор VT3 установлен на ребристом теплоотводе с площадью поверхности 600 см2, диод VD2 - на пластинчатом теплоотводе площадью 50 см2. Резистор R11 составлен из трех соединенных параллельно резисторов МЛТ-1 сопротивлением 1 Ом. Все сильноточные соединения выполнены отрезками медного провода сечением 3 мм2, которые припаяны непосредственно к выводам соответствующих деталей. K1446UD4A (DA2) op-amp'i, K1446UD1A mikro devresi veya bu serilerden başka biriyle değiştirilebilir, ancak iki op-amp arasından daha düşük ön gerilime sahip olanı seçmeniz gerekir. İkinci op-amp, sabit bir akımla şarj sırasında aşırı ısındıklarında pillerin acil olarak kapatılması için sıcaklığa duyarlı köprünün [8] bir parçası olarak kullanılabilir (azalan bir akımla şarj ederken pillerin aşırı ısınması gözlenmedi). Diğer op-amp türlerini kullanıyorsanız, bu tasarımda güç kaynağının tek kutuplu olduğunu, dolayısıyla her iki girişte de sıfır voltajda çalışması gerektiğini unutmayın. KR1157EN601A (DA1) mikro devresi, bu serinin B endeksli stabilizatörünün yanı sıra K1157EN602 serisi mikro devre ile değiştirilebilir, ancak ikincisi farklı bir "pin çıkışına" sahiptir [9]. Транзистор VT1 - любой из серии КП501, VT2 должен иметь статический коэффициент передачи тока базы h21Э не менее 100. Транзистор КТ853Б (VT3) отличается тем, что его h21Э превышает 1000. В качестве VT2, VT3 можно использовать транзисторы других типов, но общий коэффициент усиления по току должен превышать 100 000. Конденсатор С2, задающий постоянную времени зарядки Т0, должен иметь стабильную емкость, необязательно равную указанной на схеме номинальной, так как требуемое значение Т0 устанавливают при налаживании подбором резистора R5. Автор использовал оксидный конденсатор фирмы Jamicon с большим запасом по напряжению (в 25 раз). Реле К1 - герконовое EDR2H1A0500 фирмы ЕСЕ с напряжением и током срабатывания соответственно 5 В и 10 мА. Возможная замена - реле отечественного производства КУЦ-1 (паспорт РА4.362.900). Амперметр РА1 должен быть рассчитан на максимальный ток зарядки (в авторском варианте применен прибор М4200 на ток ЗА). Предохранитель FU1 - самовосстанавливающийся MF-R300 фирмы BOURNS [10]. Налаживание устройства сводится к установке необходимого значения постоянной времени зарядки Т0, выбранного по формуле (3). Сопротивление резистора R5 выбирают равным Rin по формуле (7), полагая, что емкость конденсатора С2 точно равна 1000 мкФ. Вместо аккумуляторов включают цифровой амперметр. Перед включением питания, как при зарядке аккумуляторов, так и при налаживании устройства, движок переменного резистора R3 переводят в нижнее (по схеме) положение и замыкают контакты выключателя SA1 (это необходимо для разрядки конденсатора С2). Затем включают питание и, перемещая движок резистора R3, устанавливают начальный ток l0 около 1 А. Далее SA1 переводят в положение "Уменьшающийся". Через время T1 (примерно равное Т0) измеряют ток i1. Скорректированное значение сопротивления резистора R5* вычисляют по формуле R5* = R5[ln(l0/I1)]. В заключение устанавливают резистор R5 сопротивлением, равным этому скорректированному значению. Аккумуляторы перед зарядкой необходимо разрядить до напряжения 1...1,1 В, чтобы исключить их перезарядку и проявление эффекта памяти [2]. Если при разрядке аккумуляторы нагрелись, то перед зарядкой их следует охладить до температуры окружающей среды (0...+30 °С [2]). Прежде чем подключать аккумуляторы к зарядному устройству, необходимо убедиться в том, что оно обесточено, движок резистора R3 находится в нижнем (по схеме) положении, a SA1 - в положении "Постоянный". Далее, соблюдая полярность, устанавливают аккумуляторы, включают питание и с помощью переменного резистора R3 устанавливают начальный ток l0 по формуле (3). После этого переводят SA1 в положение "Уменьшающийся", и через время ЗТО аккумуляторы готовы к использованию. Cihaza güç vermek için 8 ila 24 V arasında dengesizleştirilebilen bir voltaj kaynağına ihtiyacınız vardır. Aynı anda bir ila on hücreyi şarj edebilirsiniz. Dalgalanmayı hesaba katan minimum besleme voltajı, eleman başına 2 V artı 4 V (ancak belirtilen sınırlar dahilinde) olmalıdır. Cihaz, pillerin yalnızca şarjını değil aynı zamanda deşarj özelliklerini de ölçmek için bir stand olarak kullanılabilir. İkinci durumda, test edilen pilin cihaza ters kutupla bağlanması gerekir. Elektrotlarındaki voltaj bir voltmetre ile sürekli izlenmelidir. Pilin acil olarak tahrip olmasına neden olmamak için polaritesi değiştirilmemelidir. Bu nedenle, en küçük kapasiteye sahip elemanın arıza anını kaçırabileceğiniz için seri bağlanmış birkaç elemandan oluşan bir pilin bu şekilde boşaltılması tavsiye edilmez. Edebiyat
Автор: М.Евсиков, г.Москва
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Sarhoş sürücü koruma arabası ▪ MAX5945 Ethernet Güç Kontrol Cihazı ▪ Ultra parlak sarı LED L-7113WYC ▪ Grip ilk önce internette ortaya çıkıyor
▪ Sitenin Güvenlik ve emniyet bölümü. Makale seçimi ▪ makale uçan daireler. Modelciler için ipuçları ▪ makale Dikenli alıç. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ Makale Tam dalga küçük boyutlu TV anteni. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ Çingenelerde zihin okuma makalesi. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri