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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Chargeur 5...10000 mAh. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Les piles et batteries rechargeables sont souvent utilisées pour alimenter les appareils portables. Leur capacité peut être différente, la charge nécessite donc un courant de charge différent. Et la FEM, dont l'obtention signifie une charge complète, dépend du nombre de cellules connectées en série dans la batterie. Il existe un besoin pour un chargeur offrant une large gamme de ces paramètres. L'appareil proposé permet de charger des piles alcalines d'une capacité de 5 à 10000 2 mAh et des piles contenant 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ou XNUMX éléments connectés en série. Plus loin dans l’article, un terme est utilisé pour désigner à la fois les piles rechargeables et les batteries : une batterie. L'appareil offre la possibilité de charger la batterie avec à la fois un courant continu intermittent et un courant asymétrique de polarité variable. La méthode de charge avec un courant asymétrique est assez souvent envisagée dans la littérature, par exemple dans [1-3]. On a beaucoup parlé de ses avantages et de ses inconvénients. Parfois cela permet de restaurer une batterie qui a perdu de sa capacité. Le courant de charge est réglé avec un interrupteur à 11 positions. Les valeurs de ce courant sont fixes : 0,5 ; 1; 2 ; 5 ; dix; 10 ; 20 ; 50 ; 100 ; 200 et 500 mA. La valeur souhaitée est généralement numériquement égale au dixième de la capacité nominale de la batterie, exprimée en milliampères-heures. Le schéma fonctionnel du chargeur est présenté sur la fig. 1. Le générateur génère des impulsions rectangulaires. Ils sont introduits à l'entrée du distributeur, qui forme des intervalles de temps pour mesurer la FEM de la batterie, sa charge et sa décharge. Ces trois intervalles forment un cycle de charge. Leurs durées lors d'une charge avec un courant asymétrique sont liées comme 1:2:2, où le premier chiffre est la durée relative de la mesure EMF, le deuxième est la durée relative du courant de charge 1c, le troisième est la durée relative de la mesure. courant de décharge 1p. Lorsque l'asymétrie est désactivée, ce rapport est de 1:2:0 (l'intervalle de décharge est exclu), le courant de charge est intermittent.
La mesure de la FEM de la batterie en cours de charge se produit lorsque les stabilisateurs du courant de charge et de décharge sont désactivés. Il est suivi d'un comparateur de tension. Lorsque la FEM nominale est atteinte, elle est déclenchée, à la suite de quoi l'unité de commande arrête le distributeur dans l'état de mesure de la FEM. Il peut y rester indéfiniment. Si l'EMF de la batterie chute, le distributeur redémarrera et la charge commencera. Les valeurs du courant de charge et de décharge définissent les stabilisateurs appropriés, en fonction de la position de l'interrupteur dans l'appareil. Dans ce cas, le courant de charge est toujours dix fois supérieur au courant de décharge. Pour simplifier l'appairage des microcircuits chargeurs avec des stabilisateurs de courant, leur alimentation est rendue bipolaire par rapport à un fil commun. Les stabilisateurs eux-mêmes sont également alimentés par une tension bipolaire, et la tension positive est réglable en fonction du nombre de cellules de la batterie en charge. Cela vous permet de réduire la puissance dissipée par le stabilisateur de courant de charge lors du chargement de batteries haute capacité mais basse tension. Le circuit du chargeur est illustré à la fig. 2. Sur les éléments DD1.1, DD1.3, DD1.4, un générateur d'impulsions d'une fréquence d'environ 150 Hz est assemblé. Ils vont au compteur DD3, qui est constitué du distributeur d'impulsions. Les diodes VD5 et VD6 effectuent une fonction OU logique pour les signaux des sorties 0 et 1 du compteur (broches 3 et 2), formant ainsi un intervalle de temps pour mesurer la FEM de la batterie. Quatre diodes VD7-VD10, remplissant la même fonction pour les signaux des sorties 2 à 5 du compteur (broches 4, 7, 10, 1), forment l'intervalle de flux de courant de charge. Quatre autres diodes VD11-VD14 combinent les signaux des sorties restantes du compteur, formant un intervalle de décharge.
Comme déjà mentionné, la mesure EMF de la batterie en cours de charge est effectuée lorsque les circuits de charge et de décharge en sont déconnectés. En atteignant la FEM nominale, le niveau de tension à la sortie du comparateur de tension de l'ampli-op DA1 devient élevé (environ +15 V). Cette tension à travers le limiteur de la résistance R22 et les diodes VD3 et VD4 est fournie à l'une des entrées de l'élément DD2.2. Sur celui-ci et sur les éléments DD1.2, DD1.5 et DD2.1, est assemblée la centrale de commande du distributeur. Un niveau logiquement haut réglé à l'entrée (broche 5) de l'élément DD2.2 par un comparateur, et le même niveau qui est arrivé à la deuxième entrée (broche 6) du même élément du distributeur dans l'intervalle de mesure EMF, mis l'élément DD2.2 dans un état de niveau bas à la sortie, ce qui arrête le distributeur en position de mesure EMF. Pour fixer solidement le distributeur à l'état arrêté, le comparateur DA1 est couvert par une rétroaction positive via la résistance R20. Ce couplage crée une petite hystérésis dans la caractéristique de commutation du comparateur, ce qui augmente son immunité au bruit. La FEM à laquelle la charge s'arrête est de 1,35 à 1,4 V par cellule de batterie. Ce niveau est régulé par une résistance d'ajustement R19. Vous pouvez également charger des batteries avec une FEM à laquelle la charge doit être arrêtée, différente de celle installée dans le chargeur, mais vous devrez alors suivre vous-même le processus de charge. L'interrupteur SA2 à l'état fermé exclut l'influence du comparateur DA1 sur le fonctionnement du distributeur, de sorte qu'il continue de fonctionner quelle que soit la FEM de la batterie en charge. Les diodes VD1, VD2 et la résistance R21 protègent le circuit d'entrée de l'ampli opérationnel des dommages causés par la haute tension. L'exemple de source de tension pour le comparateur est constitué des résistances R1-R11 et du commutateur SA1.1. Les chiffres indiquant les positions des interrupteurs correspondent au nombre de cellules de la batterie en cours de charge. L'élément logique DD2.3 inverse le signal de charge du distributeur, l'élément DD1.6 l'inverse à nouveau, amplifie le courant et l'envoie à la base du transistor VT6 qui contrôle le stabilisateur de courant de charge. L'autorisation de chargement est signalée par la LED verte HL1. L'élément DD2.4 inverse le signal de l'intervalle de décharge du distributeur avant de l'appliquer à la base du transistor VT7, qui contrôle le stabilisateur de courant de décharge. Le fait que le fonctionnement de ce stabilisateur soit autorisé est signalé par la LED jaune HL2. Lorsque la charge de la batterie est terminée, la LED HL1 s'éteint, et si elle a été effectuée en mode courant asymétrique, la LED HL2 s'éteint également. Les diodes VD15 et VD16 limitent la tension inverse aux bases des transistors VT6 et VT7 lorsqu'ils sont fermés. Vous pouvez désactiver l'asymétrie du courant de charge avec l'interrupteur SA3. Lorsque ses contacts sont fermés, l'élément DD2.4 bloque le signal d'activation du stabilisateur de courant de décharge, et les éléments DD1.2, DD1.5 et DD2.1 forment un signal qui fait passer le distributeur à l'état de mesure EMF. Par conséquent, il n’y a pas d’intervalle de décharge dans le cycle du chargeur et le courant de charge est intermittent. Seule la LED HL1 est allumée. Sur les transistors VT1, VT3 et VT4, un stabilisateur de courant de charge est assemblé. La valeur actuelle dépend de la résistance des résistances R29-R42, sélectionnées par le commutateur SA4.1. Les transistors VT2 et VT5 stabilisent le courant de décharge, en fonction de la résistance des résistances R47-R59, sélectionnées par l'interrupteur SA4.2. Le schéma du bloc d'alimentation du chargeur est présenté sur la fig. 3. La plupart des tensions d'alimentation sont obtenues à partir de la tension alternative de l'enroulement 3-5 du transformateur T1, redressée par les diodes en pont VD19. Le régulateur de tension +/-15 V pour alimenter l'ampli opérationnel DA1 est réalisé sur des diodes Zener VD21-VD24 et des résistances R62, R63. Les diodes Zener VD26, VD27 et les résistances R64, R65 forment un régulateur de tension +/-4,7 V pour circuits numériques.
Pour alimenter le stabilisateur de courant de charge, un pont redresseur à diodes VD20 avec réglage étape par étape de la tension redressée est utilisé. Il est produit en commutant les prises de l'enroulement secondaire 6-10 du transformateur T1 avec l'interrupteur SA1.2 associé à SA1.1. Le stabilisateur de courant de décharge est alimenté à partir de l'enroulement 11-12 du transformateur T1 via un redresseur non stabilisé sur le pont de diodes VD25. Le chargeur est assemblé dans un boîtier en acier de dimensions 180x200xx165 mm. Sur sa face avant sont placés tous les interrupteurs, LED et clips permettant de connecter la batterie. Le support de l'insert fusible VPB6-1 (FU1) est installé sur le panneau arrière et le cordon d'alimentation est sorti. À l'intérieur du boîtier se trouvent un transformateur T1 et un circuit imprimé de 170 x 190 mm. Un dissipateur thermique nervuré d'un côté de dimensions 80x80 mm est fixé sur la carte, sur le côté plat duquel sont fixés les transistors VT3-VT5 sans aucun joint. Le transformateur T1 d'une puissance de 30...40 VA est constitué d'un matériau conçu pour alimenter des lampes halogènes. Il possède un circuit magnétique toroïdal en acier. Son primaire est conservé et son secondaire 12V supprimé. L'enroulement 3-5 est enroulé avec du fil PEV-2 d'un diamètre de 0,28 mm et contient 180 tours avec une prise à partir du milieu. La tension sur chaque moitié de cet enroulement est de 14 V. L'enroulement 11-12 est constitué de 39 tours du même fil, sa tension est de 6,6 V. L'enroulement multibroches 6-10 est enroulé avec un fil PEV-2 d'un diamètre de 0,67 mm. Il y a 132 tours au total – 33 dans chacune des quatre sections. La tension entre les broches 6 et 10 est de 22 V. Entre les broches 9 et 10 est de 5,5 V, entre les broches 8 et 10 est de 11 V, entre les broches 7 et 10 est de 16,5 V. Commutateurs SA1 et SA4 - PM 11P2N, commutateurs SA2, SA3 - MT1 ou similaires importés, SA5 - TP1-2. Comme pinces XT1 et XT2 pour connecter une batterie rechargeable GB1, un connecteur à ressort pour haut-parleurs acoustiques avec deux pinces - rouge et noire - est utilisé. Le pôle positif de la batterie est connecté à la pince rouge et le pôle négatif à la pince noire. L'appareil utilise des résistances MLT fixes, une résistance d'accord SP3-38a, des condensateurs à oxyde K50-16 et des condensateurs céramiques importés similaires K10-7v. Les ponts de diodes KTS407A et RS107 peuvent être remplacés par d'autres avec des paramètres similaires. Commencez à configurer l'appareil avec une sélection de résistance R26. Pour ce faire, connectez un milliampèremètre multigamme aux bornes XT1 et XT2. Connectez ensuite la base à l'émetteur de chacun des transistors VT6 et VT7 avec deux cavaliers. En sélectionnant la résistance R26, obtenez l'absence de courant à travers le transistor VT2. Avant de régler le stabilisateur de courant de charge, connectez le collecteur et l'émetteur du transistor VT6 avec un cavalier et la base et l'émetteur du transistor VT7 avec l'autre. Suivez les lectures du milliampèremètre dans chaque position de l'interrupteur SA4. Si le courant diffère de manière significative, de plus de ± 5 %, de celui requis, alors en sélectionnant la résistance appropriée, ramenez-la à la normale. Vérifiez le stabilisateur de courant de décharge de la même manière, mais en connectant la base du transistor VT6 avec son émetteur, ainsi que le collecteur avec l'émetteur du transistor VT7. Le courant de décharge doit être dix fois inférieur au courant de charge réglé par l'interrupteur SA4. Si ce n'est pas le cas, sélectionnez les résistances appropriées dans le stabilisateur de courant de décharge. Après avoir effectué les opérations décrites, n'oubliez pas de retirer tous les cavaliers. Vous devez maintenant ajuster le seuil EMF auquel la charge s'arrêtera. Pour ce faire, connectez le plus à la borne XT2 et le moins à la borne XT1, une source de tension stabilisée externe réglable chargée d'une résistance, par exemple 100 Ohm, 1 W. Réglez le courant de charge sur 4 mA avec l'interrupteur SA2, et le nombre d'éléments chargés égal à six avec l'interrupteur SA1, déplacez la résistance de réglage du moteur R19 vers la position de résistance minimale (à gauche selon le schéma). Avec une résistance d'accord, obtenez un arrêt sûr du courant de charge à une tension de source externe de 8,1 ... 8,4 V. La LED HL1, et si le commutateur SA3 est en mode de charge asymétrique, et la LED HL2 doit s'éteindre lorsque cela la tension est dépassée. Afin d'obtenir des valeurs EMF acceptables pour arrêter la charge après ce réglage dans d'autres positions du commutateur SA1, vous devez sélectionner des résistances R1-R11 avec des valeurs de résistance aussi proches que possible de celles indiquées dans le schéma, ou utiliser des valeurs élevées -des résistances de précision. littérature
Auteur : A. Vishnevsky
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