Er wordt een optie voorgesteld voor het vervaardigen van een batterijlader voor huishoudelijke apparaten, met het instellen van de stroom en de laadspanning, met stabilisatie van de stroom bij de belasting.
Bij periodiek wonen in een tuinhuis is het soms nodig om verschillende stroombronnen op te laden voor een horloge, ontvanger, zaklamp. Bovendien moeten Li-ion-batterijen van oudere mobiele telefoons die in eerder vervaardigde telefoons worden gebruikt, worden opgeladen. zelfgemaakt. Aangezien de gebruikte batterijen verschillende vormen, afmetingen en montageafmetingen hebben, evenals verschillende oplaadmodi, is het tot op zekere hoogte noodzakelijk om een universele oplader (oplader) te vervaardigen. Aangezien deze oplader slechts periodiek wordt gebruikt, heeft het geen zin om voor elk type batterij gespecialiseerd geheugen te produceren of aan te schaffen.
In dit opzicht zullen we, om verschillende batterijen met een laag vermogen op te laden, een enkele, vereenvoudigde maar betrouwbare oplader produceren. Bij het opladen van batterijen onder periodieke visuele controle aan het einde van de lading, met de mogelijkheid om modi in te stellen (stabiele stroom en maximale laadspanning), zorgt een dergelijke oplader voor een hoogwaardige werking.
Het fabricageproces van de oplader voor de taak wordt hieronder besproken.
1. Installatie van de brongegevens.
Voor een goede werking van nikkel-metaal-hydridebatterijen wordt aanbevolen om de bedrijfsspanning op de cellen binnen 1,2 ... 1,4 volt te houden, de maximale reductie tot 0,9 volt is toegestaan. Het wordt aanbevolen om NiMH-batterijcellen snel op te laden bij een spanning van 0,8 ... 1,8 volt, met een laadstroom in het bereik van 0,3 ... 0,5C.
De bedrijfsspanning voor een Li-ion accu is 3,0 ... 3,7 volt. De batterij moet worden opgeladen tot een maximale spanning van 4,2 volt, met een laadstroom in het bereik van 0,1 ... 0,5 C (tot 450 mA met een batterijcapaciteit van 900 mAh).
Gezien de aanbevelingen stellen we de volgende kenmerken van het vervaardigde geheugen vast:
De uitgangsspanning is 1,3 ... 1,8 volt (voor een NiMH-batterij).
De uitgangsspanning is 3,5 ... 4,2 volt (voor een Li-ion accu).
Uitgangsstroom (instelbaar) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Ingangsspanning is 9 ... 12 volt.
Ingangsstroom is 400 mA (1000 mA).
2. Huidige bron.
Als stroombron voor geheugen gebruiken we een mobiele adapter 220/9 volt, 400 mA. U kunt een krachtigere adapter gebruiken (bijvoorbeeld 220 / 1.6 ... 12 volt, 1000 mA). In dit geval zijn wijzigingen in het ontwerp van het geheugen niet nodig.
3. Oplaadcircuit.
Het geheugencircuit is eenvoudig te vervaardigen en in bedrijf te stellen, het heeft geen schaarse en dure onderdelen. Met het apparaat kunt u verschillende batterijen opladen met een stabiele, vooraf geïnstalleerde stroom. En voordat u begint met opladen, kunt u tijdens het hele laadproces de spanningslimiet instellen, waarboven deze niet zal stijgen bij de accupolen.
Laten we de herinnering maken volgens het schema.
4. Beschrijving van de werking van het geheugencircuit.
De uitgangsstroomregeleenheid is gebouwd op een VT1 composiettransistor. De maximale waarde van de uitgangslaadstroom wordt beperkt door de weerstand met lage weerstand R7 (met de nominale waarden van de onderdelen die op het diagram worden aangegeven en de bijbehorende voedingseenheid, bereikt de maximale laadstroom van de Li-ion-batterij 1,2 A). Bij afwezigheid van een weerstand, de nodige weerstand en vermogen, kan deze worden samengesteld uit verschillende goedkope en gemeenschappelijke weerstanden. In het bovenstaande ontwerp is de weerstand van drie watt R7 met een weerstand van 3,4 ohm bijvoorbeeld samengesteld uit twee in serie geschakelde groepen, drie parallelle weerstanden MLT-1 met een weerstand van 5,1 ohm.
Op de transistor VT2 en weerstanden R5, R6 zijn een stabilisator en een laadstroomregelaar geïmplementeerd. De variabele weerstand R6 is parallel verbonden met de grensweerstand R7 en is een stroomsensor. De stroom door weerstand R6 is evenredig met de stroom door weerstand R7, maar vanwege de verhouding van weerstanden is deze veel kleiner, waardoor u de uitgangsstroom kunt regelen met een wisselweerstand en een transistor met laag vermogen.
Onder belasting verschijnt er een spanningsverlies in de stroomsensor evenredig met de passerende stroom. Wanneer de laadstroom om verschillende redenen verandert, verandert de spanningsval over R6 en dienovereenkomstig verandert de stuurspanning op basis van de VT2-transistor proportioneel.
Bij toenemende spanning op basis van VT2 neemt de stroom K-E van de transistor VT2 toe, waardoor de spanning op basis van VT1 afneemt. In dit geval begint de vermogenstransistor VT1 te sluiten, waardoor de laadstroom van de batterij afneemt. Omgekeerd neemt bij een afname van de spanning op basis van VT2 de laadstroom toe. Zo wordt automatische correctie van de stroom in de belasting uitgevoerd - stabilisatie van de laadstroom.
Door de weerstand van de weerstand R6 te veranderen, kunnen we de vereiste laadstroom van de batterij instellen. Na aanpassing vinden vergelijkbare stabilisatieprocessen van de nieuw ingestelde stroom plaats.
Het knooppunt voor het instellen van de limietspanning wordt gemaakt op een instelbare spanningsregelaar DA1 (TL431). Door de weerstand van weerstanden R3 en R4 te selecteren, selecteren we het optimale spanningsregelbereik. Met behulp van een variabele weerstand R4 stellen we de limiet voor de uitgangsspanning in (voordat we de batterij op de oplader aansluiten).
Wanneer u een lege batterij op de oplader aansluit, neemt de uitgangsspanning af. De door weerstand R6 ingestelde stroom begint door de batterij te stromen. Als de lading en de spanning op de batterij toenemen, de potentiaal aan de stuurelektrode van de zenerdiode DA1 2,5 volt nadert, begint de zenerdiode TL431 te openen. Tegelijkertijd neemt de spanning op basis van VT1 geleidelijk af, sluit de vermogenstransistor en neemt de laadstroom die erdoor stroomt geleidelijk af tot bijna nul.
In connector X2 zit een ampèremeter (multimeter) voor het instellen en bewaken van de laadstroom; bij het opladen van elementen van hetzelfde type wordt in plaats daarvan een jumper geïnstalleerd.
X3-connector wordt gebruikt om een Li-ion-batterij te installeren vanaf een mobiele telefoon. Het is mogelijk om cilindrische batterijen van verschillende lengtes met een spanning van 1,2 ... 1,4 volt in connector X4 te installeren. Diodes VD1 en VD2 zijn opgenomen in het X4-connectorcircuit om de laadspanning van de batterij te verlagen tot 1,3 ... 1,8 volt en om ontlading van de batterij te voorkomen wanneer de oplader is uitgeschakeld. Met behulp van externe sondes met een clip kunt u een niet-standaard batterij aansluiten met een bedrijfsspanning van maximaal 6 ... 9 volt voor opladen.
5. Het maken van de opladerbehuizing
Voor de behuizing van het geheugen gebruiken we een plastic hoes van een oud relais van 90 x 60 x 65 mm. We versterken de behuizing met een printplaat voor het plaatsen van connectoren. We boren de benodigde montagegaten.
6. We maken de behuizing compleet met connectoren en vervaardigen niet-standaard elementen.
7. We monteren de koffer met scharnierende elementen. Op het achterpaneel bevinden zich connectoren - controle X2 (onder) en ingang X1 voor aansluiting op de oplader voedingsadapter. Aan de bovenkant van de behuizing bevindt zich een paneel voor het installeren van een Li-ion-batterij.
8. Het verblijf is aan de voorkant van het geheugen bevestigd en contacten voor het installeren van cilindrische batterijen.
9. We vullen het geheugen aan met onderdelen volgens het bovenstaande diagram.
Onderdelen die veel warmte hebben, stellen we uit. In dit geval is het een vermogenstransistor VT1 op een radiator en een geassembleerde weerstand R7, samengesteld uit zes weerstanden met een lager vermogen. Om het temperatuurregime te verbeteren, verzamelen we deze onderdelen op een apart bord. De overige onderdelen worden op het tweede bord geïnstalleerd en gesoldeerd.
De afmetingen van de planken worden bepaald door de interne afmetingen van de koffer en hun locatie in het volume van de koffer. Nadat we de locatie van de planken hebben bepaald, boren we gaten in de behuizing voor variabele weerstand en ventilatiegaten voor warmteafvoer.
10. Montage van geheugen
Volgens het geheugenschema verzamelen we de stroom- en besturingskaarten samen, we controleren de werking van het circuit.
We installeren en bevestigen alle accessoires in de behuizing. Om mogelijk elektrisch contact uit te sluiten, isoleren we de besturingskaart van de omgeving met een plastic dop.
We assembleren het ontwerp van het geheugen als geheel en controleren de werking van het apparaat.
11. Het werk van de oplader.
Voordat we de Li-ion batterij op de lader aansluiten, stellen we met behulp van de variabele weerstand R4 (spanningsregeling) de laadspanning op de uitgangsklemmen voor deze batterij in.
We sluiten de accu aan, de uitgangsspanning daalt tot de restspanning op de accu. Door de weerstand van de weerstand R6 aan te passen (stroomaanpassing) stellen we de benodigde laadstroom in.
Bij het installeren van een cilindrische batterijcel is het proces van het selecteren van modi vergelijkbaar.
Als de oplader is ingeschakeld, gaat de spanningsstabilisator DA1 open (voordat de batterij wordt geïnstalleerd) (de spanning aan de stuurelektrode van de zenerdiode is hoger dan 2,5 volt) en de LED2 gaat branden (rode indicator, links).
We sluiten de batterij aan, de uitgangsspanning neemt af. Het opladen begint met de ingestelde stabiele stroom. LED2 gaat uit. Afhankelijk van de ingestelde stroom is enige verlichting van de LED3 (rode indicator rechts) mogelijk.
Bij het bereiken van de ingestelde spanning gaat de lading verder met deze spanning, maar met een afnemende laadstroom. De helderheid van LED3 neemt toe, LED2 gaat aan. De maximale helderheid van LED's LED2 en LED3 geeft de minimale laadstroom aan die inherent is aan het einde van het opladen van de batterij.
