|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Chargeur intelligent pour batteries Ni-Cd. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Chargeurs, batteries, cellules galvaniques L'article porté à la connaissance des lecteurs décrit une téléalimentation à réseau stabilisé pulsé (dans la vie quotidienne et, souvent, dans la littérature technique, on les appelle adaptateurs) basée sur un microcircuit de la série VIPer et un chargeur « intelligent » alimenté par celui-ci sur un microcircuit spécialisé MAX713CPE. Les chargeurs (mémoire) "intelligents" sur les pages de "Radio" ont fait l'objet d'une grande attention. Bien entendu, on ne peut parler d'intelligence que sous certaines conditions : cela désigne généralement la capacité d'un appareil à analyser l'état d'une batterie en cours de charge et, sur la base de certaines fonctionnalités obligatoires, à choisir l'un ou l'autre mode de charge. De plus, l'algorithme de charge est déterminé par le type de batterie. Pour le lithium-ion (Li-Ion) il doit correspondre à celui décrit dans l'article [1], et le nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique (Ni-Cd, Ni-MH) - [2]. Dans les publications [1, 3], des options de mémoire spécifiques sont proposées. Malgré "l'intelligence" de ces appareils et contrairement à la méthode préconisée de charger les batteries au premier instant avec le courant maximum possible (plus de 1 A), ils utilisent un courant de seulement 250... 300 mA ! Pourquoi? La réponse, semble-t-il à l’auteur, est simple. Si des alimentations à distance (PSU) réseau stabilisées et non stabilisées largement utilisées sont utilisées comme source de courant de charge - elles sont souvent appelées adaptateurs (selon la terminologie étrangère - Wall Cube), il est très difficile de trouver une instance avec un maximum courant de 1 A ou plus. De plus, le marché est extrêmement rempli de contrefaçons. La tentative de l'auteur d'utiliser le bloc d'alimentation BPS 12-0,5, fabriqué par la "mystérieuse" société MAX, a échoué : l'adaptateur avec un courant de sortie garanti de 0,5 A a surchauffé même à un courant de charge de 300 mA. Mais le corps de l'appareil est conçu de manière assez ergonomique, il a donc été utilisé pour notre propre développement d'un bloc d'alimentation réseau stabilisé pulsé. Principales caractéristiques techniques
Le bloc d'alimentation est protégé contre les courts-circuits dans la charge. Il peut être utilisé pour alimenter d'autres équipements (radios et magnétophones portables, lecteurs, répondeurs téléphoniques, appareils numériques, etc.) dont le compartiment à piles est prévu pour quatre piles AA. Si nécessaire, la tension stabilisée de sortie peut être modifiée dans la plage de 3 à 9 V sans rembobiner le transformateur d'impulsions. Le circuit d'alimentation est représenté sur la fig. 1. L'élément principal de l'appareil est une puce spécialisée VIPer12A, produite en boîtiers DIP-8 et SO-8 (pour montage en surface). La conception de telles alimentations à découpage est décrite en détail dans l'article [4].
Informations sur le microcircuit peut être trouvé dans le logiciel VIPer Designe/Documentation/Fiche technique/VIPerl 2A recommandé ici. Les caractéristiques du microcircuit utilisé sont un générateur intégré d'une fréquence de conversion fixe de 60 kHz, qui permet de minimiser le nombre d'éléments de « cerclage », ainsi qu'une unité de contrôle de la valeur limite du courant de drain dans le microcircuit par un tension positive externe. En l'absence de cette tension, VIPer12A fournit une limite de courant de 0,4 A. Dans l'appareil, la broche 3 FB (FeedBack - feedback) est alimentée via la diode Zener VD2 avec la tension d'alimentation du microcircuit DA1 (environ 24 V). Le courant d'entrée à l'entrée FB ne doit pas dépasser 3 mA. Une augmentation du courant d'entrée entraîne une diminution de la valeur d'amplitude du courant de drain (et vice versa) avec un gain d'environ 320. Suite à la comparaison de la tension sur l'enroulement de couplage II du transformateur T1 avec la tension de stabilisation de la diode Zener VD2, le rapport cyclique des impulsions de commutation change de sorte que la tension de sortie reste stable. Lorsque la tension du secteur change dans la plage de 150 à 250 V, l'écart de la tension de sortie par rapport à la valeur nominale ne dépasse pas 0,1 V. Le but des éléments restants du bloc d'alimentation n'est pas différent de ceux similaires des appareils similaires décrits précédemment. Toutes les pièces sont montées sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre unilatérale, dont le dessin est illustré à la fig. 2. Pour réduire les interférences créées par le bloc d'alimentation, un blindage électrostatique en étain aux dimensions d'un circuit imprimé est fixé du côté des conducteurs imprimés à travers un isolant fiable, connecté électriquement à un fil commun (avec la borne négative du pont de diodes VD1). Pour ce faire, vous pouvez utiliser la même feuille de fibre de verre unilatérale à partir de laquelle le circuit imprimé est fabriqué.
Afin de réduire les dimensions, l'appareil utilise des condensateurs à oxyde importés. Condensateurs C1-C3, 07, C8 - céramique ou film pour une tension nominale d'au moins 630 V, le reste - céramique pour une tension d'au moins 50 V. Résistances - MLT ou similaire. Choke L2 - DPM-2,4 compact haute fréquence. Le pont de diodes S1WB40 (VD1) avec une limite de courant de 1 A et une tension inverse admissible de 400 V peut être remplacé par tout autre avec des paramètres similaires, alors qu'il faudra modifier la configuration des conducteurs imprimés ou mouler les conclusions du pont en conséquence. La diode FR207 (VD3) peut être remplacée par la KD257D domestique. Lors du choix d'un analogue de la diode recommandée KD212AM (VD4), il convient de garder à l'esprit que la tension inverse dans l'appareil dépasse largement 100 V. Le redresseur de sortie utilise une diode Schottky 1 N5822 (VD5) avec un courant maximum de 3 A et une tension inverse admissible de 40 V. Elle peut être complètement remplacée par une diode domestique avec des paramètres similaires. L'efficacité de stabilisation de la tension de sortie est assurée par les paramètres de la diode Zener. Au lieu de celui indiqué sur le schéma, vous pouvez utiliser la diode Zener KS224Zh. Si vous utilisez une diode Zener composite de la série domestique D814, etc., la stabilité de la tension sera sous-estimée. Vous pouvez modifier la tension de sortie du bloc d'alimentation en sélectionnant simplement une diode Zener ou en la commutant. L'appareil utilise la puce VIPer12A dans le boîtier SO-8. Selon les spécifications, les quatre broches de drainage 5 à 8 doivent être soudées à la feuille de cuivre du circuit imprimé d'une superficie d'au moins 200 mm2. À une température ambiante de 25 °C, la température de conception du boîtier du microcircuit ne dépassera pas 72 °C. Pour réduire la charge thermique sur le microcircuit dans des conditions de montage dense, l'auteur a utilisé la bride en cuivre d'un transistor défectueux dans le boîtier TO-220, qui est installé sur un dissipateur thermique à broches de dimensions 13,5x16x23 mm. Les fils d'origine sont soudés à la bride. Le boîtier du microcircuit, lubrifié avec une pâte thermoconductrice, est plaqué contre la bride à l'aide d'une plaque à ressort. Des segments de conducteurs MGTF sont soudés aux broches restantes du microcircuit, qui sont ensuite soudées à la carte. La connexion électrique des fils de drainage aux conducteurs imprimés est assurée par l'une des vis de montage M1 qui fixent la bride à la carte. Il dispose d'un plot de contact approprié. La deuxième vis est installée à travers la rondelle isolante. Lors de l'installation, il convient de noter que le dissipateur thermique du microcircuit ne doit pas entrer en contact avec le circuit magnétique rapproché de l'inducteur LXNUMX, qui est connecté électriquement à un fil d'alimentation commun. L'inducteur de filtre de ligne L1 est fabriqué sur la base d'un noyau magnétique blindé B14 avec une perméabilité magnétique de 1500...2000. Les enroulements de l'inducteur ont le même nombre de tours. Ils sont enroulés avec du fil PEV-2 0,41 dans un cadre en deux sections (chacune dans sa propre section) jusqu'à ce qu'elles soient remplies. Le transformateur d'impulsions a été calculé à l'aide du logiciel VIPer Designe [4]. Pour cela, un noyau magnétique KV8 en ferrite M2500NMS1 avec un cadre standard et des clips de montage est utilisé. Une joue exempte de fils et la moitié des fils sont retirées du cadre. L'enroulement III, contenant cinq tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 1 mm, est enroulé séparément sur un mandrin d'un diamètre approprié, puis posé sur l'enroulement 1.1, constitué de 31 tours de fil PEV-2 0,41. L'enroulement I.2 de 27 tours de fil PEV-2 0,41 est enroulé sur l'enroulement III, et l'enroulement II de 19 tours de fil PEV-2 0,12 est enroulé par-dessus. Les couches de spires des demi-enroulements 1.1 et I.2 sont isolées avec une couche, et les enroulements avec deux ou trois couches d'un film utilisé dans les condensateurs haute tension, ou d'un autre matériau isolant, de préférence résistant à la chaleur. Le transformateur est assemblé avec un espace de 0,02 mm sur les parois latérales, qui est muni d'un joint du même film. La valeur calculée de l'inductance de l'enroulement I du transformateur T1 est de 3210 µH, la valeur mesurée est d'environ 3530 µH. L'enroulement III avec la broche 8 est soudé dans la carte et la broche libre 7 est reliée de manière articulée à l'anode de la diode VD5 installée perpendiculairement à la carte (comme la plupart des autres éléments). Les conclusions 2 et 3 des enroulements 1.1 et I.2 du transformateur T1 sont soudées à l'une des bornes du châssis. Ensuite, cette conclusion du cadre est raccourcie de 1,5 ... 2 mm et isolée avec de la peinture nitro. Il n'est pas soudé à la carte. L'appareil ne nécessite aucun réglage, mais avant de l'allumer pour la première fois, il est conseillé de s'assurer que le transformateur d'impulsions est de haute qualité (cette opération est effectuée avant l'installation de la puce DA1 dans le bloc d'alimentation), ainsi que que les éléments utilisés sont installés correctement et en bon état. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un appareil universel pour tester les alimentations à découpage [5]. Pour assurer une fréquence d'impulsion de commutation de 60 kHz, une autre d'une capacité de 4 ... 160 pF est soudée en parallèle avec le condensateur C180 dans l'appareil. Un oscilloscope est connecté en parallèle avec la résistance R9 (Fig. 1 dans [5]). L'appareil est connecté à un transformateur d'impulsions. Un équivalent de charge est connecté à la sortie du PSU. En augmentant progressivement la tension secteur à l'entrée de l'appareil à l'aide d'un autotransformateur de laboratoire, un oscillogramme est observé. Avec une tension secteur de 220 V, la charge équivalente doit être d'environ 6 V, et l'amplitude des impulsions de courant en dents de scie observées sur l'écran de l'oscilloscope ne doit pas dépasser 0,25 A. En augmentant la tension secteur à 250 V, assurez-vous que le champ magnétique le circuit n’est pas saturé. De plus, ils vérifient le déphasage de l'enroulement II, pour lequel ils mesurent la tension aux bornes du condensateur C6 PSU, qui doit correspondre à environ 25 V. En contrôlant la forme des impulsions au drain du transistor VT2 dans l'appareil, ils s'assurent que le circuit d'amortissement VD3C7R1 PSU fonctionne efficacement, après quoi l'appareil est éteint et sur la carte PSU, installez la puce DA1. L'appareil est prêt à l'emploi.
Une tension stabilisée de 6 V est fournie via le connecteur XS1 à l'entrée de la mémoire dont le circuit est représenté sur la fig. 3. Étant donné qu’un seul type spécifique de batterie est généralement utilisé, cela n’a pas beaucoup de sens de rendre l’appareil universel. La version décrite du chargeur "intelligent" est conçue pour charger des batteries Ni-Cd d'une capacité de 1000 mAh. L'appareil est basé sur une puce spécialisée MAX713CPE de Maxim. L'objectif fonctionnel de ses conclusions est indiqué dans le tableau.
Comme indiqué ci-dessus, un tel dispositif est décrit dans l'article [3]. Cependant, il est conçu pour charger six batteries avec un courant de 0,25 A. De plus, il est totalement incompréhensible pourquoi l'auteur de la conception a connecté les broches 1 et 15 du microcircuit, violant ainsi les recommandations du développeur et excluant l'un des "intelligents". " propriétés du chargeur - pour arrêter la charge rapide de la batterie, lorsque la tension à ses bornes atteint une certaine valeur prédéterminée. Et un tel phénomène est tout à fait possible si vous utilisez une batterie qui a fonctionné pendant plusieurs années, auquel cas sa charge rapide ultérieure est dangereuse. Dans l'appareil proposé, vous pouvez charger rapidement une ou deux batteries (selon la position de l'interrupteur SA1) avec un courant de 1,1 A, ce qui est approximativement numériquement égal à sa capacité. La minuterie de l'appareil limite le temps de charge rapide à 66 minutes. L'erreur de réglage de la minuterie est de ± 15 %, elle est déterminée par les caractéristiques de conception du microcircuit. Selon l'auteur, la charge simultanée de deux batteries n'est conseillée qu'en cas d'urgence, lorsqu'il est important de les charger au moins partiellement, sans parvenir à une charge complète. Cela est dû à la méthode utilisée dans le microcircuit pour détecter la fin de la charge en réduisant la tension sur la batterie de 2,5 mV par rapport à sa valeur maximale (méthode dite AV). Évidemment, même par une sélection spéciale, il est très difficile d'obtenir une capacité absolument égale des éléments de la batterie. Si la capacité des accus diffère sensiblement, une diminution de tension sur l'un d'eux, de capacité inférieure, peut être perçue par le microcircuit comme le moment où la charge rapide se termine. Dans ce cas, pour obtenir une charge véritablement complète, la batterie doit être rechargée pendant plusieurs heures avec un faible courant. De plus, la puce permet d'effectuer pendant 22 minutes le courant de charge dit ultra-rapide, soit 4 fois la capacité de la batterie. Mais ici, il faut tenir compte du fait qu'aucun fabricant ne garantit la préservation à long terme des caractéristiques techniques des batteries avec une telle charge. Par conséquent, le maximum objectivement justifié peut être considéré comme un courant de charge numériquement égal à la capacité de la batterie. L'algorithme de fonctionnement du chargeur est très simple. Une fois l'accu connecté et la tension d'alimentation activée, la LED HL1 « Power » s'allume. La puce DA1 comprend une minuterie de charge et mesure la tension appliquée à une cellule de batterie. S'il est inférieur à 0,4 V, le mode charge est activé avec un petit courant, approximativement égal à 30 mA. Dès que la tension mesurée dépasse le seuil spécifié, le mode de charge rapide est automatiquement activé avec un courant de 1,1 A (cette valeur est déterminée par la résistance de la résistance R5), le transistor à effet de champ dans le microcircuit, le drain dont est connecté à la broche 8, s'ouvre et la LED HL2 « Charge rapide » s'allume. Tant pendant la recharge qu'en cas de charge rapide, le microcircuit mesure la chute de tension aux bornes du capteur - résistance R5 et ouvre le transistor de régulation VT1 exactement autant qu'il est nécessaire pour créer la chute de tension nécessaire (avec charge rapide - 0,25 V) sur le capteur de courant. La stabilisation du courant permet ainsi une certaine instabilité dans la tension d'alimentation de l'appareil, mais les « creux » de tension en dessous d'un niveau acceptable doivent être exclus, car cela peut perturber le fonctionnement normal du microcircuit. Pendant le processus de charge, toutes les 42 s, le courant de charge est coupé pendant 5 ms et le microcircuit mesure la tension sur la batterie en cours de charge, « se souvenant » de la dynamique de son évolution dans le temps. A l'approche du moment correspondant à une charge complète, la tension sur la batterie cesse d'augmenter, puis commence à diminuer. Dès que la tension appliquée à une batterie diminue de 2,5 mV, la charge rapide est remplacée par le mode de charge boost. La même chose se produira si le temps fixé par la minuterie expire ou si la tension sur la batterie dépasse 2 V. Cette valeur est fixée par la tension à la broche 1 du microcircuit DA1, dans notre cas, elle est alimentée par un exemple de tension de la broche 16, égal à 2 V. En mode recharge, la batterie peut durer aussi longtemps que vous le souhaitez. Le chargeur décrit peut être modifié. Par exemple, introduire une surveillance thermique du boîtier de la batterie en cours de charge, fortement recommandée par le constructeur pour une recharge ultra rapide. Au lieu d'un fonctionnement linéaire, il est permis d'utiliser un fonctionnement pulsé d'un transistor qui régule le courant de charge de la batterie. Si nécessaire, à l'aide d'éléments supplémentaires, il est possible de réduire le courant de charge à moins de 30 mA. Ces améliorations et quelques autres sont faciles à réaliser si vous utilisez informations sur la puce MAX713CPE. La puce doit être manipulée avec précaution. Malgré l'absence de tout avertissement sur les dangers de l'exposition à l'électricité statique dans la documentation de l'entreprise, la pratique a montré qu'elle y est très sensible. De plus, certains radioamateurs qui utilisaient auparavant des puces CMOS avec des diodes de protection aux entrées pourraient s'habituer au fait qu'elles peuvent être soudées avec un fer à souder avec une tension de fonctionnement de 220 V. Cependant, il ne faut pas oublier que la puce MAX71CPE est , en effet, un microcontrôleur et toucher les bornes avec un fer à souder avec une tension de fonctionnement de 220 V, à cause des interférences de la tension secteur, cela peut lui être fatal ! Par conséquent, il est conseillé d'installer le microcircuit sur la carte via le panneau adaptateur après l'achèvement final de tous les travaux d'installation. S'il est nécessaire de modifier la connexion des broches de programmation ou la position du commutateur SA1, cela doit être fait uniquement avec l'alimentation électrique coupée. La mémoire ne nécessite aucun réglage, nous caractériserons donc plus en détail ses caractéristiques de conception. Il est monté sur un circuit imprimé constitué d'une feuille de fibre de verre unilatérale, dont le dessin est illustré à la Fig. 4. Les cavaliers sont soudés avant de monter la puce DA1 ou le panneau adaptateur correspondant. Le boîtier fini a été utilisé à partir du chargeur XM-508. Des LED vertes (HL1) et rouges - HL2 en sont extraites (les analogues domestiques possibles sont indiqués sur le schéma), ainsi que le commutateur SA1.
Résistance R5 - importée, le reste - MLT-0,125 ou similaire. Condensateurs à oxyde - tous condensateurs céramiques nationaux ou importés C2, C3 pour une tension nominale de 50 V ou plus. En plus de celui indiqué sur le schéma, vous pouvez utiliser n'importe quel autre transistor avec un coefficient de transfert de courant d'au moins 50, un courant de collecteur admissible d'au moins 3 A et une tension de saturation ne dépassant pas 1,5 V à un courant de 1 A. Il est installé sur un dissipateur thermique de dimensions 40x32x8 mm, réalisé à partir d'un radiateur de refroidissement en pièce du processeur Rep-tium-100. Lorsqu'une batterie est chargée, environ 4 W de puissance sont dissipés sur le transistor. Par conséquent, pour faciliter ses conditions thermiques, un ventilateur de petite taille pour souffler le processeur Pentium-100 modèle DF1204SM est intégré dans le boîtier de l'appareil, qui tourne silencieusement à une tension d'alimentation de 6 V, mais très efficace. Si l'appareil est toujours utilisé pour charger deux batteries, le ventilateur peut être omis. Bien sûr, il est permis de se passer du tout de ventilateur, mais dans ce cas, les dimensions du dissipateur thermique et, par conséquent, le boîtier de l'appareil devront être augmentés. Lors du chargement d'une batterie, une fiche de fermeture est installée dans le compartiment au lieu d'une autre, ou un ampèremètre de 2 ... 3 A est connecté aux bornes de charge libres. littérature
Auteur : S. Kosenko, Voronej
Cuir artificiel pour émulation tactile
15.04.2024 Litière pour chat Petgugu Global
15.04.2024 L’attractivité des hommes attentionnés
14.04.2024
▪ Les parcs éoliens écossais sont surchargés ▪ Imprimante de reçus Citizen CT-S310IILAN ▪ Capteurs d'images SeeDevice PAT-PD ▪ Puce d'amplificateur stéréo double NCP2809
▪ rubrique site Indicateurs, capteurs, détecteurs. Sélection d'articles ▪ article Idées modernes sur la prévention de la toxicomanie. Fondamentaux de la vie en toute sécurité ▪ article Comment les épingles sont-elles apparues ? Réponse détaillée ▪ Article sur le stroboscope. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique ▪ article Cinq anneaux sur les lacets. Concentration secrète
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page