Compteur de capacité de batterie. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Pendant le fonctionnement, les batteries perdent progressivement de leur capacité. L'appareil décrit dans l'article vous permet d'évaluer l'état réel de la batterie et de tirer des conclusions sur l'opportunité de son utilisation ultérieure.

Pour surveiller l'état de la batterie, seuls quelques paramètres sont à la disposition de l'utilisateur : la tension à ses bornes sans charge, la résistance interne, la tension aux bornes sous une certaine charge et son évolution dans le temps. Le dernier paramètre est associé à la capacité de la batterie (indiquée par la lettre latine C). Pour les batteries destinées à alimenter des appareils électroniques, la capacité est généralement évaluée en ampères-heures (Ah) ou en milliampères-heures (mAh) comme le temps pendant lequel la tension de la batterie Ni-Cd/Ni-MH est déchargée avec un courant stable. diminue jusqu'à 1 V. Le choix de cette valeur est dans une certaine mesure arbitraire, mais pas accidentel. On pense qu'à ce moment-là, la batterie a réussi à libérer environ 90 % de l'énergie qui y est stockée et que le taux de diminution de la tension sur la batterie augmente sensiblement. Il convient de noter que la capacité de la batterie ainsi déterminée dépend du courant de décharge sélectionné. Cette dépendance ne s'affaiblit sensiblement qu'à des valeurs inférieures à 0,5C.

Il est pratique de mesurer la capacité de la batterie dans un appareil capable de la décharger avec un courant stable allant jusqu'à 1 V. Un schéma d'une version possible d'un tel appareil, conçu pour tester des batteries de six ou sept Ni-Cd/Ni- batteries MH, est illustré à la Fig. 1. Sa base est la minuterie intégrée KR1006VI1 (DA1). Il contient deux comparateurs (niveaux supérieur et inférieur), un déclencheur, un étage de sortie et un transistor de décharge. Les broches 5 et 6 sont les entrées du comparateur de niveau supérieur. La tension sur le premier d'entre eux est fixée par le diviseur interne du microcircuit et est égale aux 2/3 de la tension d'alimentation du microcircuit, sur le second - par un diviseur résistif R1 - R3, qui est alimenté par un + stabilisé. Source 9 V.

Comme vous pouvez le constater, l'alimentation est fournie au microcircuit via le connecteur X1 à partir de la batterie testée. S'il se compose de six éléments, le comparateur doit fonctionner à une tension de 6 V, et s'il se compose de sept (par exemple, une batterie Nika et similaire) - à 7 V. Par conséquent, la tension à la broche 6 de DA1, spécifié par le diviseur R1 - R3, dans le premier cas, il doit être égal à 4 et dans le second - 4,67 V. Ces valeurs doivent être clarifiées, car elles dépendent des paramètres du diviseur interne d'une instance particulière de le microcircuit. Certes, une variante du dispositif pour la batterie Nika sera envisagée à l'avenir.

Lorsque la tension de la batterie est supérieure à 7 V, la sortie de la minuterie (broche 3) est élevée (environ 1,5 V en dessous de la tension d'alimentation actuelle). Le courant de décharge est la somme du courant de charge (il est maintenu constant par le stabilisateur de courant sur le transistor à effet de champ VT1) et du courant consommé par le microcircuit lui-même (environ 5 mA). Il n'est pas conseillé de régler le courant total à plus de 30 mA. Dans la version de l'auteur, elle est choisie à 20 mA. Cela vous permet de décharger la batterie Nika avec un courant de 0,2C, ce qui, d'une part, réduit le temps de décharge de moitié (à environ 5 heures), et d'autre part, ne « réduit » pas sensiblement la capacité de la batterie testée (lorsqu'elle est déchargée avec un courant de 1C, elle peut s'avérer 30 % inférieure à celle d'une décharge à faible courant).

La charge est la résistance R4 et la LED HL1. La lueur de cette dernière informe que la batterie est en train de se décharger et que le niveau 7 V n'est pas encore atteint. Étant donné que le courant nominal traversant la LED AL307BM est de 10 mA, « l'excès » du courant stabilisé (5 mA) traverse la résistance R4.

Si un courant de décharge plus important est requis, le dispositif est complété par un transistor VT2 avec une résistance R6 (représentée par des lignes pointillées). Le courant traversant ce circuit sera stable, car la tension à la base du transistor est presque constante (on sait que la chute de tension directe aux bornes de la LED dans la plage de courant de fonctionnement change peu). Le courant dans le circuit émetteur (et donc dans le collecteur) est calculé à l'aide de la formule I = (U - 0,6)/R. Ici U est la tension à la base du transistor, V ; R - résistance de la résistance R6, Ohm ; I - courant collecteur, A; 0,6 est la valeur approximative de la chute de tension à la jonction émetteur du transistor (0,6 V). Cette formule est une estimation, la valeur du courant de décharge doit donc être précisée lors de la configuration de l'appareil en sélectionnant la résistance R6.

Pour éliminer d'éventuelles pannes, la broche 4 (« Reset ») est connectée au bus d'alimentation positif. L'entrée du comparateur de bas niveau (broche 2) est utilisée pour activer le mode décharge en touchant le contact du capteur E1. Le condensateur C1 est connecté à la deuxième entrée du comparateur de haut niveau pour réduire le risque de faux fonctionnement de l'appareil dû au bruit impulsionnel pénétrant à travers le circuit de puissance.

Un émetteur de son piézoélectrique HPM7AX de JL World (avec générateur intégré) est connecté à la broche 14 (collecteur du transistor de décharge temporisé), qui émet un signal lorsque la batterie est déchargée.

Les pièces de l'appareil sont montées sur une carte de circuit imprimé dont le dessin est illustré à la Fig. 2. Toutes les pièces y sont installées, à l'exception de l'émetteur sonore HA1 et du connecteur X1. La carte est conçue pour utiliser des résistances permanentes MLT, une résistance de coupe-fil SP5-2 et des condensateurs KM. Les résistances R2, R4, R5 sont installées perpendiculairement à la carte.

Pour configurer l'appareil, une source de tension réglable supplémentaire est requise. Il est connecté à l'appareil à la place d'une batterie et la tension est réglée sur 9,4 V. Lorsque vous touchez le contact tactile E1, la LED HL1 doit s'allumer. En sélectionnant la résistance R4, on s'assure que le courant total consommé par l'appareil à partir d'une source supplémentaire devient égal à 20 mA. Ensuite, la tension est réduite à 7 V et la tension à la broche 5 du microcircuit est mesurée. La même tension est réglée en coupant la résistance R3 sur sa broche 6. Après cela, l'appareil est prêt à fonctionner.

Dans un appareil avec un transistor supplémentaire, la résistance R6 est sélectionnée de manière à ce que le courant de décharge total devienne égal à la valeur requise (si VT2 est utilisé sans dissipateur thermique, il ne doit pas dépasser 150 mA). A noter qu'avec un courant collecteur supérieur à 100 mA, le transistor VT2 s'échauffe sensiblement. Cela entraîne une modification de la tension base-émetteur et affecte la valeur du courant stabilisé (la valeur de 0,6 dans la formule ci-dessus change). Par conséquent, le courant de décharge doit être réglé au plus tôt 3 à 4 minutes après l'application de la tension d'alimentation. Cela n'affecte pas le fonctionnement ultérieur de l'appareil, puisque le « déclin » du courant collecteur du transistor VT2 lors de l'échauffement ne dépasse pas quelques milliampères et dure environ 3 minutes.

Ensuite, une expérience de contrôle est réalisée. Après avoir mis sous tension et réglé (à l'aide d'un voltmètre) la tension à la sortie de la source supplémentaire sur 9...10 V, touchez le contact E1. Dans ce cas, la LED HL1 s'allume. Ensuite, en réduisant progressivement la tension de sortie de la source supplémentaire, la valeur à laquelle la LED s'éteint et le signal sonore apparaît est enregistrée. Si elle diffère de 7 V, réglez la tension à l'entrée du comparateur de niveau supérieur à l'aide de la résistance d'ajustement R3. A la fin de la décharge, l'appareil consomme un courant d'environ 5 mA provenant de la batterie.

La modification de la tension à la broche 7 du microcircuit peut être utilisée pour déconnecter la batterie testée de l'appareil une fois la décharge terminée, ainsi que pour contrôler la minuterie qui enregistre l'heure de sa décharge.

Il peut être recommandé à ceux qui souhaitent se familiariser davantage avec les problèmes de fonctionnement sur batterie de rechercher un livre dans les bibliothèques [1], ainsi que de visiter des sites Web [2 - 5].

littérature

1. Tenkov V.V., Tsenter B.I. Fondements de la théorie et du fonctionnement des batteries scellées nickel-cadmium. - Léningrad : Energoatomizdat, 1985.
2. batterie.rax.ru
3. landdata.ru/kip
4. Cadex.com
5. cc.columbia.edu/~fuat/cuarc/NiCd.html

Auteur : B.Stepanov, Moscou

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