Es wird eine Option zur Herstellung eines Batterieladegeräts für Haushaltsgeräte vorgeschlagen, bei dem Strom und Ladespannung eingestellt werden und der Strom an der Last stabilisiert wird.
Wenn Sie regelmäßig in einem Sommerhaus leben, müssen Sie manchmal verschiedene Stromquellen für eine Uhr, einen Empfänger oder eine Taschenlampe aufladen. Darüber hinaus müssen Li-Ionen-Akkus älterer Mobiltelefone, die in zuvor hergestellten Mobiltelefonen verwendet wurden, aufgeladen werden. hausgemacht. Da die verwendeten Batterien unterschiedliche Formen, Abmessungen und Montageabmessungen sowie unterschiedliche Lademodi haben, ist es zum Teil erforderlich, ein universelles Ladegerät (Ladegerät) herzustellen. Da dieses Ladegerät nur in regelmäßigen Abständen verwendet wird, ist es nicht sinnvoll, für jeden Batterietyp einen speziellen Speicher herzustellen oder zu erwerben.
In dieser Hinsicht werden wir zum Laden verschiedener Akkus mit geringem Stromverbrauch ein einziges, vereinfachtes, aber zuverlässiges Ladegerät herstellen. Wenn Akkus unter regelmäßiger visueller Kontrolle über das Ende des Ladevorgangs geladen werden und Modi eingestellt werden können (stabiler Strom und maximale Ladespannung), gewährleistet ein solches Ladegerät einen qualitativ hochwertigen Betrieb.
Der Herstellungsprozess des Ladegeräts für die Aufgabe wird unten diskutiert.
1. Installation der Quelldaten.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb von Nickel-Metallhydrid-Batterien wird empfohlen, die Betriebsspannung an den Zellen innerhalb von 1,2 ... 1,4 Volt zu halten, und eine maximale Reduzierung auf 0,9 Volt ist zulässig. Es wird empfohlen, das schnelle Laden von NiMH-Batteriezellen bei einer Spannung von 0,8 ... 1,8 Volt mit einem Ladestrom im Bereich von 0,3 ... 0,5 ° C durchzuführen.
Die Betriebsspannung für einen Li-Ionen-Akku beträgt 3,0 ... 3,7 Volt. Der Akku muss auf eine maximale Spannung von 4,2 Volt mit einem Ladestrom im Bereich von 0,1 ... 0,5 C (bis zu 450 mA bei einer Akkukapazität von 900 mAh) aufgeladen werden.
In Anbetracht der Empfehlungen legen wir die folgenden Merkmale des hergestellten Speichers fest:
Die Ausgangsspannung beträgt 1,3 ... 1,8 Volt (für einen NiMH-Akku).
Die Ausgangsspannung beträgt 3,5 ... 4,2 Volt (für einen Li-Ionen-Akku).
Ausgangsstrom (einstellbar) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Die Eingangsspannung beträgt 9 ... 12 Volt.
Der Eingangsstrom beträgt 400 mA (1000 mA).
2. Stromquelle.
Als Stromquelle für den Speicher verwenden wir einen mobilen Adapter mit 220/9 Volt und 400 mA. Sie können einen leistungsstärkeren Adapter verwenden (z. B. 220 / 1,6 ... 12 Volt, 1000 mA). In diesem Fall sind Änderungen im Speicherdesign nicht erforderlich.
3. Ladeschaltung.
Die Speicherschaltung ist einfach herzustellen und in Betrieb zu nehmen, sie enthält keine knappen und teuren Teile. Mit dem Gerät können Sie verschiedene Batterien mit einem stabilen, vorinstallierten Strom aufladen. Außerdem können Sie vor dem Start des Ladevorgangs während des gesamten Ladevorgangs die Spannungsgrenze festlegen, über die sie an den Batterieklemmen nicht ansteigt.
Lassen Sie uns die Erinnerung nach dem Schema machen.
4. Beschreibung des Betriebs der Speicherschaltung.
Die Ausgangsstromsteuereinheit ist auf einem VT1-Verbundtransistor aufgebaut. Der Maximalwert des Ausgangsladestroms wird durch den niederohmigen Widerstand R7 begrenzt (mit den Nennwerten der im Diagramm angegebenen Teile und dem entsprechenden Netzteil erreicht der maximale Ladestrom des Li-Ionen-Akkus 1,2 A). In Abwesenheit eines Widerstands, des notwendigen Widerstands und der Leistung kann er aus mehreren billigen und üblichen Widerständen zusammengesetzt werden. Beispielsweise ist in der obigen Konstruktion der Drei-Watt-Widerstand R7 mit einem Widerstand von 3,4 Ohm aus zwei in Reihe geschalteten Gruppen zusammengesetzt, drei Parallelwiderständen MLT-1 mit einem Widerstand von 5,1 Ohm.
Auf dem Transistor VT2 und den Widerständen R5, R6 sind ein Stabilisator und ein Ladestromregler implementiert. Der variable Widerstand R6 ist parallel zum Grenzwiderstand R7 geschaltet und ist ein Stromsensor. Der Strom durch den Widerstand R6 ist proportional zum Strom durch den Widerstand R7, ist jedoch aufgrund des Widerstandsverhältnisses viel kleiner, wodurch Sie den Ausgangsstrom mit einem Wechselwiderstand und einem Transistor mit geringer Leistung steuern können.
Unter Last tritt im Stromsensor ein Spannungsabfall proportional zum Durchlassstrom auf. Wenn sich der Ladestrom aus verschiedenen Gründen ändert, ändert sich der Spannungsabfall über R6 und dementsprechend die auf dem VT2-Transistor basierende Steuerspannung proportional.
Mit zunehmender Spannung auf Basis von VT2 steigt der Strom K-E des Transistors VT2 an und verringert die Spannung auf Basis von VT1. In diesem Fall beginnt der Leistungstransistor VT1 zu schließen, wodurch der Ladestrom der Batterie verringert wird. Umgekehrt steigt mit einer Spannungsabnahme basierend auf VT2 der Ladestrom an. Somit erfolgt eine automatische Korrektur des Stroms in der Last - Stabilisierung des Ladestroms.
Durch Ändern des Widerstands des Widerstands R6 können wir den erforderlichen Batterieladestrom einstellen. Nach der Einstellung treten ähnliche Stabilisierungsprozesse des neu eingestellten Stroms auf.
Der Knoten zum Einstellen der Grenzspannung liegt an einem einstellbaren Spannungsregler DA1 (TL431). Durch Auswahl des Widerstands der Widerstände R3 und R4 wählen wir den optimalen Spannungsregelbereich. Mit einem variablen Widerstand R4 stellen wir die Ausgangsspannungsgrenze ein (bevor wir den Akku an das Ladegerät anschließen).
Wenn Sie einen entladenen Akku an das Ladegerät anschließen, nimmt die Ausgangsspannung ab. Der vom Widerstand R6 eingestellte Strom beginnt durch die Batterie zu fließen. Wenn sich das Laden und Erhöhen der Spannung an der Batterie, das Potential an der Steuerelektrode der Zenerdiode DA1 2,5 Volt nähert, beginnt sich die Zenerdiode TL431 zu öffnen. Gleichzeitig nimmt die auf VT1 basierende Spannung allmählich ab, der Leistungstransistor schließt und der durch ihn fließende Ladestrom nimmt allmählich auf nahezu Null ab.
In Anschluss X2 ist ein Amperemeter (Multimeter) zum Einstellen und Überwachen des Ladestroms enthalten. Wenn Ladeelemente des gleichen Typs verwendet werden, wird stattdessen ein Jumper installiert.
Über den X3-Anschluss wird ein Li-Ionen-Akku eines Mobiltelefons installiert. In Stecker X4 können zylindrische Batterien unterschiedlicher Länge mit einer Spannung von 1,2 ... 1,4 Volt eingelegt werden. Die Dioden VD1 und VD2 sind in der X4-Anschlussschaltung enthalten, um die Batterieladespannung auf 1,3 ... 1,8 Volt zu senken und eine Batterieentladung beim Ausschalten des Ladegeräts zu verhindern. Mit Remote-Sonden mit Clip können Sie eine nicht standardmäßige Batterie mit einer Betriebsspannung von bis zu 6 ... 9 Volt zum Laden anschließen.
5. Das Ladegerätgehäuse herstellen
Für das Gehäuse des Speichers verwenden wir eine Kunststoffabdeckung eines alten Relais mit den Maßen 90 x 60 x 65 mm. Wir verstärken das Gehäuse mit einer Leiterplatte für die Installation von Steckverbindern. Wir bohren die erforderlichen Befestigungslöcher.
6. Wir vervollständigen den Fall mit Steckverbindern und stellen nicht standardmäßige Elemente her.
7. Wir montieren das Gehäuse mit Klappelementen. Auf der Rückseite befinden sich Anschlüsse - Steuerung X2 (unten) und Eingang X1 zum Anschluss an das Netzteil des Ladegeräts. Oben auf dem Gehäuse befindet sich ein Bedienfeld für die Installation eines Li-Ionen-Akkus.
8. Die Unterkunft ist an der Vorderseite des Speichers befestigt und Kontakte zum Einlegen von zylindrischen Batterien.
9. Wir vervollständigen den Speicher mit Teilen gemäß dem obigen Diagramm.
Wir verschieben Teile, die viel Wärme haben. In diesem Fall handelt es sich um einen Leistungstransistor VT1 an einem Kühler und einen zusammengebauten Widerstand R7, der aus sechs Widerständen mit geringerer Leistung besteht. Um das Temperaturregime zu verbessern, sammeln wir diese Teile auf einer separaten Platine. Die restlichen Teile werden auf der zweiten Platine installiert und verlötet.
Die Abmessungen der Platten werden durch die Innenabmessungen des Gehäuses und ihre Position im Volumen des Gehäuses bestimmt. Nachdem wir die Position der Platten bestimmt haben, bohren wir Löcher in das Gehäuse für variablen Widerstand und Belüftungslöcher für die Wärmeableitung.
10. Zusammenbau des Gedächtnisses
Gemäß dem Speicherschema sammeln wir die Stromversorgungs- und Steuerplatinen zusammen und überprüfen den Betrieb der Schaltung.
Wir installieren und reparieren das gesamte Zubehör im Gehäuse. Um einen möglichen elektrischen Kontakt auszuschließen, isolieren wir die Steuerplatine mit einer Plastikkappe von der Umgebung.
Wir bauen das Design des Speichers als Ganzes zusammen und überprüfen den Betrieb des Geräts.
11. Die Arbeit des Ladegeräts.
Bevor wir den Li-Ionen-Akku mit dem variablen Widerstand R4 (Spannungsregelung) an das Ladegerät anschließen, legen wir die Ladegrenze an den Ausgangsanschlüssen für diesen Akku fest.
Wir schließen die Batterie an, die Ausgangsspannung sinkt auf die Restspannung an der Batterie. Durch Einstellen des Widerstands des Widerstands R6 (Stromeinstellung) stellen wir den erforderlichen Ladestrom ein.
Bei der Installation einer zylindrischen Batteriezelle erfolgt die Auswahl der Modi ähnlich.
Wenn das Ladegerät eingeschaltet wird, öffnet vor dem Einsetzen der Batterie der Spannungsstabilisator DA1 (die Spannung an der Steuerelektrode der Zenerdiode ist höher als 2,5 Volt) und die LED2 leuchtet auf (rote Anzeige links).
Wir schließen die Batterie an, die Ausgangsspannung nimmt ab. Der Ladevorgang beginnt mit dem eingestellten stabilen Strom. LED2 erlischt. Abhängig vom eingestellten Strom ist eine gewisse Beleuchtung der LED3 (rote Anzeige, rechts) möglich.
Wenn die eingestellte Spannung erreicht ist, setzt sich die Ladung bei dieser Spannung fort, jedoch mit abnehmendem Ladestrom. Die Helligkeit von LED3 nimmt zu, LED2 leuchtet auf. Die maximale Helligkeit der LEDs LED2 und LED3 gibt den minimalen Ladestrom an, der dem Ende des Batterieladens eigen ist.
