מטען אוטומטי לסוללות Ni-Cd. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מטען אוטומטי לסוללות Ni-Cd. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מטענים, סוללות, תאים גלווניים

המאמר שהוצג לקוראינו מתאר מטען אוטומטי, אשר, לדברי המחבר, טוען סוללות Ni-Cd כמעט בצורה מושלמת. בנוסף, ניתן להשתמש בו לטעינת סוללות Ni-MH. בגרסה המקורית, המכשיר מיועד לטעינת סוללה במתח נומינלי של 7,5 V ובקיבולת של 1300 מיליאמפר/שעה של תחנת הרדיו מוטורולה GP1200. לכל מי שרוצה לחזור על מכשיר זה לטעינת סוללות אחרות, ניתנות נוסחאות לחישוב האלמנטים העיקריים.

ידוע [1] שסוללת Ni-Cd נחשבת טעונה כאשר המתח עליה הוא 1,5 וולט כאשר המטען מחובר. לאחר כיבוי המטען, המתח יורד במהירות לכ-1,45-1,47 וולט. טעינת יתר אינה מקובלת , מכיוון שהדבר יפחית את חיי הסוללה.

טעינה רגילה של הסוללה אפשרית אם היא פרוקה למתח בטווח של 1 ... 1,1 V. כאשר פריקה למתח מתחת לרמה שצוינה, חיי הסוללה מצטמצמים, ובערך גבוה יותר מתרחשת אפקט זיכרון. לכן, לפני הטעינה, עליך לוודא שהסוללה פרוקה למתח הנ"ל.

זמן הטעינה המשוער מחושב באמצעות הנוסחה t = 1,4 C/I10, כאשר t הוא זמן הטעינה, h; C - קיבולת סוללה, mAh; I10 - זרם טעינה מדורג: 110=С/10, mA; 1,4 הוא מקדם תיקון שלוקח בחשבון הפסדים, שכן במהלך הטעינה חלק מהאנרגיה מומרת באופן בלתי הפיך לחום. יש לזכור שכמעט כל סוללות ה-Ni-Cd המודרניות נוצרות בטכנולוגיה מתקדמת יותר, כך שמקדם התיקון עבורן הוא בטווח של כ-1,1 עד 1,2.

אז איך אפשר למנוע מהסוללה להיטען יתר על המידה לאחר מחזור הטעינה ולהתנתק אוטומטית מהמטען?אפשר למשל לחשב את הזמן הנדרש לטעינת המצבר, להגדיר את זרם הטעינה ולחבר ממסר זמן. עם זאת, לפתרון זה יש צדדים שליליים. כפי שצוין לעיל, מקדם התיקון של סוללה ספציפית עשוי להיות שונה במקצת, מה שיוביל לתזמון שגוי וכתוצאה מכך, היא עלולה להיטעין פחות או יותר. אם הסוללה לא התרוקנה לחלוטין, סביר להניח שמטען שיישם שיטה זו יטעין אותה מחדש. אם במהלך תהליך הטעינה המתח ברשת האספקה נעלם ואז יופיע שוב, ממסר הזמן יאפס את קריאותיו ויתחיל שוב את המחזור, מה שיוביל שוב לטעינה מובטחת. בסופו של דבר, חיי הסוללה יצטמצמו באופן ניכר.

בואו נשקול אפשרות אחרת. אם אתה מתמקד בערך המתח הסופי בסוללה של 1,5 וולט, אז אתה יכול לשלוט לא על הזמן, אלא על המתח עליה ובהתאם לכך לנתק אותו מהמטען. עם זאת, ככלל, אין סוללות זהות ובעת טעינת סוללה חלק מהאלמנטים שלה יהיו מוטענים בחסר.

אם תיקחו את מאפייני הטעינה של הסוללה, תוכלו לגלות תכונה מעניינת: בעת הטעינה, המתח במסופי הסוללה יורד. כל מה שנותר הוא לבדוק את עובדת ירידת המתח ולתת את הפקודה לכבות את המטען.

בואו נסתכל על זה ביתר פירוט. בואו נחלק את תהליך הטעינה לשלושה שלבים. השלב הראשון - המתח על הסוללה (AB) עולה לרמה של 1,5 V לתא. משך השלב הזה הוא כ-80...90% מהזמן הכולל.

השלב השני - המתח על הסוללה הופך ליותר מ-1,5 וולט לכל אלמנט. בשלב זה מתרחש התהליך המסתורי ביותר - חלק מהסוללות נטענות, וחלקן חווים טעינת יתר קלה. כמעט בלתי אפשרי לחזות מה יהיה המתח על הסוללה ברגע זה. הכל תלוי בזהות פרמטרי הסוללה. יש לשים לב שככל שהפרמטרים שונים יותר, כך המתח עולה. בסופו של תהליך זה, הסוללות שבסוללה יהיו טעונות כמעט באותה מידה. משך השלב הזה הוא כ-10...20% מהזמן הכולל.

השלב השלישי - המתח על הסוללה יורד והופך לפחות מ-1,5 וולט לכל אלמנט. הטעינה הושלמה.

אבל מה לעשות אם המתח בשלב השלישי לא יורד מ-1,5 וולט לכל אלמנט. מצב זה מתרחש לעתים רחוקות מאוד בעת טעינת Ni-Cd, אך הוא אופייני לסוללות Ni-MH. יש מוצא מאוד פשוט. בדרך כלל, השלב השני עבור כל הסוללות המודרניות נמשך לא יותר משעתיים (ליתר דיוק 1...2 שעות). לכן, מספיק להשתמש בטיימר שמכבה את המטען שעתיים לאחר תחילת השלב השני.

הבה נשקול לטעון את הסוללה מתחנת רדיו של מוטורולה GP1200, המורכבת משש סוללות בקיבולת של 1300 מיליאמפר/שעה. המתח המדורג שלו, כמו רוב הסוללות לתחנות רדיו של חברה זו, הוא 7,5 V. כדאי לקחת בחשבון גם את נוכחותה של דיודה מגן המובנית בסוללה, הכלולה במעגל הטעינה. בדרך כלל, נפילת המתח על פני דיודה זו היא בערך 0,28 וולט. הבה נחשב את פרמטרי המטען לטעינת הסוללה הזו.

זרם טעינה מדורג I10=0/10=130 mA. מתח התגובה המשווה הוא 6-1,5 = 9 V. אנו מוסיפים לערך זה את ירידת המתח על פני דיודה המגן: 9 + 0,28 = 9,28 V.

מקדם התיקון עבור סוללות מוטורולה הוא בערך 1,2. זמן טעינת הסוללה המרבי הוא t=1,20/I10=1,2-1300/130=12 שעות.

מעגל הזיכרון מוצג באיור. אחד.

(לחץ להגדלה)

המכשיר מורכב משלושה מרכיבים עיקריים: A1 - מיישר עם הכפלת המתח ומייצב זרם טעינה; A2 - השוואת השולט על ההדק של הגדרת הזרם וטיימר הטעינה; A3 הוא טריגר שקובע את זרם הטעינה של הסוללה.

היתרונות העיקריים של הזיכרון האוטומטי המוצע:

ניתן לחזור בקלות;
מורכב מאלמנטים נגישים וזולים (עלות המיקרו-מעגל TL082 היא 12 רובל);
מספק טעינה כמעט מושלמת, המבטיח חיי סוללה ארוכים;
יש מצב פיצוי פריקה עצמית AB;
מצויד בהגנה מלאה, לא יכול להטעין סוללה שכבר טעונה במלואה;
לאחר מספר מחזורי טעינה, הפרמטרים של הסוללות בסוללה מתקרבים זה לזה;
אם מותקנת סוללה שאינה ריקה לחלוטין לטעינה, המטען יקבע אוטומטית כמה צריך להטעין את הסוללה (אני לא ממליץ להשתמש באפשרות זו לעתים קרובות, מכיוון ש"אפקט הזיכרון" מתחיל להופיע וכתוצאה מכך , קיבולת הסוללה תקטן);
קל לשימוש, פשוט הפעל את המטען ומדי פעם החלף את הסוללות הנטענות.

אם הסוללה (GB1) מחוברת למטען, מופיע מתח יציב של 1 V ביציאת המייצב DA5. כתוצאה מכך, נורית HL3 נדלקת, מה שמציין שהסוללה מחוברת למכשיר. הדק להגדרת הזרם, המורכב על טרנזיסטורים VT2-VT4, מסופק עם אותו מתח. בשל נוכחותו של קבל C6, המתח בבסיס הטרנזיסטור VT3 גדל לאט יותר מאשר בבסיס הטרנזיסטור VT4. טרנזיסטור VT4 נפתח, הנגד R14 מחובר למייצב הזרם DA1 וקובע את זרם הטעינה בשלב הראשון. כתוצאה מכך, נורית ה-HL2 נדלקת, ומסמנת את תחילת הטעינה.

כאשר המתח בסוללה יגיע ל-9,28 וולט, יפעל המשווה DA2.1, מה שיוביל לפתיחת הטרנזיסטור VT2. כתוצאה מכך, המתח בבסיס הטרנזיסטור VT4 יקטן בחדות וההדק יעבור למצב יציב אחר: טרנזיסטור VT4 סגור, והטרנזיסטורים VT2 ו-VT3 פתוחים. זה מוביל לעובדה שזרם הטעינה נקבע כעת על ידי ההתנגדות של נגדים R10 ו-R11 המחוברים במקביל. קל לחשב שהזרם נשאר זהה. באופן טבעי, כתוצאה מכך, נורית ה-HL2 תכבה ו-HL1 תידלק, ומסמנת את השלב השני. השלב השני יסתיים עם ירידת מתח על הסוללה, כתוצאה מכך המשווה DA2.1 יעבור שוב, נורית HL1 תכבה והטרנזיסטור VT2 ייסגר. כעת זרם הטעינה נקבע רק על ידי ההתנגדות של הנגד R11. הטעינה הושלמה.

כפי שמראה בפועל, כתוצאה ממחזורי טעינה חוזרים וכמעט אידיאליים, משתווים הפרמטרים של הסוללות בסוללה והמתח בסוף השלב השני נוטה ל-1,5 וולט לתא, לעיתים אינו עולה על ערך זה. במקרה זה, סביר להניח שהמשווה לא יעבוד. כאן נכנס לתמונה טיימר הטעינה, המורכב על מגבר OP-DA2.2. קבל C5 קובע את הזמן (כשעתיים) שאחריו הטיימר יתחלף. לאחר זמן זה, טרנזיסטור VT2 ייסגר וכאמור לעיל, זרם הטעינה, השווה מספרית לכ-1/30 מקיבולת הסוללה, ייקבע על ידי ההתנגדות של הנגד R11. זרם קטן כזה רק מפצה על הפריקה העצמית של הסוללה. תיאורטית, הסוללה יכולה להישאר במצב זה ללא הגבלת זמן.

נגד גוזם R3 קובע את סף הפעולה של המשווה DA2.1. למעשה, המשווה מופעל על ידי מתח דו-קוטבי א-סימטרי; סף הפעולה שלו הוא המעבר של המתח בכניסה ההפוכה לאפס. המשווה מתוכנן כך שהסף התחתון קטן בכ-60 mV מהסף העליון [2]. זה נעשה כדי לחסל "הקפצה" כאשר הטרנזיסטור VT2 עובר.

המטען מופעל על ידי שנאי, שמתח החילופין על הפיתול המשני שלו הוא 12 V. מיישר עם הכפלת המתח מורכב על דיודות VD1, VD2 ועל קבלים C1, C2 - במוצא שלו המתח הוא כ-30 V, שזה די מספיק כדי להטעין סוללה של עשר סוללות.

אם יש צורך להטעין סוללה בקיבולת שונה ו(או) במתח שונה, ניתן לחשב מחדש בקלות את פרמטרי המטען. כדי לעשות זאת, תזדקק לשלושה פרמטרים: קיבולת, מספר סוללות בסוללה ונוכחות (או היעדר) של דיודה מגן.

בידיעת הקיבולת, זרם הטעינה המדורג מחושב. בהתבסס על מספר הסוללות ונוכחות (או היעדר) של דיודה מגן, מתח מיתוג המשווה מחושב. ייתכן שיהיה צורך לבחור נגד R2 כך שניתן יהיה להשתמש בנגד הכוונון R3 כדי להתאים את סף התגובה. ונשאר לחשב את ההתנגדות של נגדים R10, R11, R14: R14=5/I10; R11=4R14; R10=R11/3. עם זאת, הערכים שהתקבלו אינם סטנדרטיים לחלוטין, ולכן הזיכרון משתמש נגדים מורכבים המחוברים במקביל: R14 - ארבעה נגדים מחוברים מקבילים R11; R10 - שלושה נגדים מחוברים במקביל R11. אני ממליץ להשתמש בנגדים מרוכבים. אחרת, אם יש פיזור גדול יותר בערכים, ייתכן שהמשווה לא יעבור.

המכשיר מורכב על שלושה מעגלים מודפסים (כל צומת על לוח נפרד), שרטוטים שלהם מוצגים באיור. 2.

מטען אוטומטי לסוללות Ni-Cd

יש להניח את מייצב DA1 על גוף קירור בעל סנפירים או פינים בשטח של לפחות 20 ס"מ. על המכשיר להשתמש רק בקבלים בעלי הקיבולת המצוינת בתרשים. התנגדות הדליפה של קבל C2 היא לפחות 5 MOhm.

לפני ההתקנה, יש להסיר את המגשר S1. ואז מתח מהשנאי ברשת מסופק למחבר X1. במקום AB, המקבילה שלו מחוברת. ההתנגדות המקבילה לסוללה מחושבת באמצעות הנוסחה Reeq=Ucp/I10, כאשר Ucp הוא מתח המיתוג של המשווה (9,28 V). במקרה שלנו, המקבילה לסוללה מהרדיו של מוטורולה GP1200 היא נגד בעל התנגדות של כ-75 אוהם והספק של לפחות 2W. לאחר התקנת המקבילה, נורית ה-HL3 אמורה להידלק. לאחר מכן, מתח מיתוג ההשוואה (3 וולט) מסופק לקבל C9,28 מאספקת חשמל מווסתת חיצונית, תוך התבוננות בקוטביות: המסוף השלילי מחובר למסוף השמאלי של הקבל C3 לפי התרשים, והמסוף החיובי מחובר ל- ימין. נגד גוזם R3 קובע את הסף להפעלת LED HL1. לאחר מכן כדאי לבדוק שכאשר המתח מאספקת החשמל המווסתת החיצונית יורד בהדרגה מ-9,28 ל-9,2 וולט, מובטח ש-LED HL1 יכבה.

לאחר מכן, נבדקת הפונקציונליות של הזיכרון כולו. כדי לעשות זאת, אתה צריך להפחית מעט את המתח מאספקת החשמל החיצונית על ידי לפחות 1 V. כתוצאה מכך, נורית HL1 תכבה, כמובן, אם היא דולקת. ואז נכבה את AB המקביל. נורית ה-HL3 אמורה לכבות. אנחנו מחברים שוב את המקבילה. נוריות HL2 ו-HL3 נדלקות. נורית HL3 מסמנת על נוכחות סוללה במכשיר, ונורית HL2 מציינת את תחילת הטעינה. לאחר מכן, המתח של ספק הכוח החיצוני גדל בהדרגה. במתח של 9,28 וולט, נורית HL2 אמורה לכבות ונורית HL1 צריכה להידלק, מה שמסמן את תחילת השלב השני.

ולבסוף, נותר לבדוק את טיימר הטעינה. לשם כך, מד מתח מחובר בין הבסיס והפולט של הטרנזיסטור VT2. זה אמור להראות מתח של בערך 0,7 וולט. נורית HL1 דולקת בשלב זה. לאחר שעתיים ±2 דקות, קריאות מד המתח אמורות לרדת. נורית HL20 תישאר דולקת. אבל בעת טעינת הסוללה, ברגע שמתח פולט הבסיס של הטרנזיסטור VT1 יורד, נורית ה-HL2 כבה. ההגדרה הושלמה. נתק את ספק הכוח החיצוני המוסדר, שווה ערך לסוללה, ושחזר את המגשר S1. המכשיר מוכן לשימוש.

ספרות

מדריך למקורות שוטפים אטומים. - S.-Pb.: Himizdat, 2000.
הורוביץ פ., היל ו. אומנות המעגלים. - מ.: מיר, 1983.

מחבר: יו.אוסיפנקו, אופא

ראה מאמרים אחרים סעיף מטענים, סוללות, תאים גלווניים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

XBOOM Go Jellybean רמקול אלחוטי לנגן ארוך 05.10.2020

חברת LG Electronics הקוריאנית הציגה רמקול אלחוטי חדש עם משחק ארוך XBOOM Go Jellybean. הדגם נוצר בשיתוף פעולה עם מותג ה"אודיופיל" הבריטי Meridian Audio. בטעינה בודדת, החידוש יכול לעבוד עד 10 שעות.

מידות העמודה הן 126 על 82 על 80 מ"מ. הוא משתמש ברמקול 5W, אשר, לדברי היצרן, מספק "איכות צליל מעולה עם בס עמוק ושירה ברורה". קיים כפתור Sound Boost מיוחד המאפשר להגביר את עוצמת הצליל ולהרחיב את שדה הקול. הודות לצורתו המעוגלת ולגימור הגומי, הרמקול קל ונוח לנשיאה בידיים.

בנוסף לצבעי השחור והלבן הקלאסיים, LG XBOOM Go יוצע בצבעי צהוב בהיר, ורוד רך, תכלת, ירוק בהיר ודובדבן. הדגמים הראשונים יהיו זמינים בצבעים צהוב בהיר, ורוד רך ותכלת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מקצבי מוח ולמידה

▪ מיקרופלסטיק בדם אנושי

▪ UP Xtreme i11 מחשב יחיד

▪ נגני DVD חדשים יצנזרו בעצמם

▪ זיכרון מחשב קר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של אתר האנטנה. בחירת מאמרים

▪ מאמר גיאוגרפי. עריסה

▪ כיצד התרחשה המהפכה של 1918-1919? בגרמניה? תשובה מפורטת

▪ מאמר קוקה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר Cascade מגבר הספק בפס רחב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר על תיקון UMZCH על ICs. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר