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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Chargeur pour recharger les batteries. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Chargeurs, batteries, cellules galvaniques On sait que le fonctionnement et le stockage des batteries semi-chargées est l'une des principales raisons de la réduction de leur durée de vie. Une batterie chargée stockée après un certain temps, à la suite d'une auto-décharge, passe à un état semi-chargé. Pour les batteries neuves au plomb et au nickel-cadmium miniatures, l'autodécharge est de 0,5 ... 2% de leur capacité par jour, et pour les batteries usagées, elle est beaucoup plus élevée. Pour augmenter la durée de vie des batteries, elles doivent être constamment maintenues dans un état complètement chargé, en compensant l'autodécharge avec un courant relativement faible provenant d'un chargeur de faible puissance. Il est considéré comme optimal de considérer un tel mode de charge lorsque le courant de charge est numériquement égal à 0,1 de la capacité nominale de la batterie. Cependant, certains fabricants de batteries préconisent désormais un mode de charge de vingt heures avec un courant numériquement égal à 5% de la capacité nominale afin d'augmenter leur durée de vie. En d'autres termes, charger la batterie avec un courant nettement inférieur au courant optimal a un effet positif sur sa durée de vie, mais cela nécessite un temps d'autant plus long. Ainsi, dans un certain nombre de cas pratiques, des chargeurs complexes et lourds, souvent équipés d'une commande automatique, peuvent être remplacés par des chargeurs simples, de petite taille et économiques. Un tel dispositif est décrit ci-dessous. Il peut être utilisé pour recharger des batteries de voiture jusqu'à 100 Ah, pour une charge quasi optimale de batteries de moto et (avec une simple modification) comme alimentation de laboratoire. Le chargeur est basé sur un convertisseur de tension push-pull à transistor avec couplage autotransformateur et peut fonctionner en deux modes - une source de courant et une source de tension. Lorsque le courant de sortie est inférieur à une certaine valeur limite, cela fonctionne comme d'habitude - en mode source, tension. Si vous essayez d'augmenter le courant de charge au-dessus de cette valeur, la tension de sortie diminuera fortement - l'appareil passera en mode source de courant. Le mode de la source de courant (ayant une grande résistance interne) est fourni par l'inclusion d'un condensateur de ballast dans le circuit primaire du convertisseur.
Le schéma de principe du chargeur est illustré à la fig. 1. La tension secteur à travers le condensateur de ballast C1 est fournie au pont redresseur VD1. Le condensateur C2 lisse l'ondulation et la diode zener VD2 stabilise la tension redressée. Le convertisseur de tension est monté sur les transistors VT1, VT2 et le transformateur T1. Le pont de diodes VD3 redresse la tension prélevée sur l'enroulement secondaire du transformateur. Condensateur C3 - lissage. Le convertisseur fonctionne à une fréquence de 5...10 kHz. La diode zener VD2 protège simultanément les transistors du convertisseur des surtensions au repos, ainsi que lorsque la sortie de l'appareil est fermée, lorsque la tension à la sortie du pont VD1 augmente. Cette dernière est due au fait que lorsque le circuit de sortie est fermé, la génération du convertisseur peut être perturbée, tandis que le courant de charge du redresseur diminue, et sa tension de sortie augmente. Dans ce cas, la diode zener VD2 limite la tension en sortie du pont VD1. La caractéristique de charge prise expérimentalement du chargeur est illustrée à la fig. 2. Avec une augmentation du courant de charge à 0,35 ... 0,4 A, la tension de sortie change légèrement et avec une nouvelle augmentation du courant, elle diminue fortement. Si une batterie sous-chargée est connectée à la sortie de l'appareil, la tension à la sortie du pont VD1 diminue, la diode Zener VD2 quitte le mode de stabilisation et, puisque le condensateur C1 à grande réactance est inclus dans le circuit d'entrée, l'appareil fonctionne en mode source de courant. Si le courant de charge a diminué, l'appareil passe en douceur en mode source de tension. Cela permet d'utiliser le chargeur comme alimentation de laboratoire à faible consommation. Lorsque le courant de charge est inférieur à 0,3 A, le niveau d'ondulation à la fréquence de fonctionnement du convertisseur ne dépasse pas 16 mV et la résistance de sortie de la source diminue à quelques ohms. La dépendance de la résistance de sortie sur le courant de charge est illustrée à la fig. 2. Le chargeur s'insère facilement dans un boîtier de 155x80x70 mm. La boîte doit être en matériau isolant. Le transformateur T1 est enroulé sur un circuit magnétique annulaire de taille K40x25x11 en ferrite 1500NM1. L'enroulement primaire contient 2x160 tours de fil PEV-2 0,49, le secondaire - 72 tours de fil PEV-2 0,8. Les bobinages sont isolés entre eux par deux couches de tissu verni. La diode Zener VD2 est montée sur un dissipateur thermique d'une surface utile de 25 cm2. Les transistors convertisseurs n'ont pas besoin de dissipateurs thermiques supplémentaires, car ils fonctionnent en mode clé. Condensateur C1 - papier, conçu pour une tension nominale d'au moins 400 V. S'il est nécessaire d'utiliser un appareil pour charger des batteries de petite taille d'une capacité allant jusqu'à des ampères-heures et régénérer des cellules galvaniques, il est conseillé de prévoir un réglage du courant de charge. Pour ce faire, au lieu d'un condensateur C1, il convient de prévoir un ensemble de condensateurs de plus petite capacité, commutés par un interrupteur. Avec une précision suffisante pour la pratique, le courant de charge maximal - le courant de fermeture de la cible de sortie - est proportionnel à la capacité du condensateur de ballast (à 4 μF, le courant est de 0,46 A). Si vous avez besoin de réduire la tension de sortie de l'alimentation du laboratoire, il suffit de remplacer la diode Zener VD2 par une autre avec une tension de stabilisation inférieure. Le réglage commence par la vérification de l'installation correcte. Ensuite, ils s'assurent que l'appareil fonctionne lorsque le circuit de sortie est fermé. Le courant de fermeture doit être d'au moins 0,45 ... 0,46 A. Sinon, les résistances Rl, R2 doivent être sélectionnées afin d'assurer une saturation fiable des transistors VT1, VT2. Un courant de fermeture plus grand correspond à une résistance plus petite des résistances. Auteur : N. Khukhtikov, Sergiev Posad, région de Moscou ; Publication : cxem.net
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