Proponowana jest opcja produkcji ładowarki do urządzeń gospodarstwa domowego, z ustawieniem prądu i napięcia ładowania, ze stabilizacją prądu przy obciążeniu.
Podczas okresowego życia w domku letniskowym czasami konieczne jest naładowanie różnych źródeł zasilania zegarka, odbiornika, latarki. Ponadto akumulatory litowo-jonowe ze starszych telefonów komórkowych stosowane we wcześniej wyprodukowanych telefonach wymagają ładowania. domowej roboty. Biorąc pod uwagę, że używane akumulatory mają różne kształty, wymiary i wymiary montażowe, a także różne tryby ładowania, konieczne jest wykonanie do pewnego stopnia uniwersalnej ładowarki (ładowarki). Ponieważ ta ładowarka będzie używana tylko okresowo, nie ma sensu produkować ani nabywać specjalistycznej pamięci dla każdego rodzaju baterii.
W związku z tym, aby naładować różne akumulatory o niskiej mocy, wyprodukujemy pojedynczą, uproszczoną, ale niezawodną ładowarkę. Podczas ładowania akumulatorów pod okresową kontrolą wzrokową na końcu ładowania, z możliwością ustawiania trybów (stabilny prąd i maksymalne napięcie ładowania), taka ładowarka zapewni działanie wysokiej jakości.
Proces produkcji ładowarki do tego zadania omówiono poniżej.
1. Instalacja danych źródłowych.
W celu prawidłowego działania akumulatorów niklowo-wodorkowych zaleca się utrzymanie napięcia roboczego na ogniwach w granicach 1,2 ... 1,4 woltów, dopuszczalne jest maksymalne zmniejszenie do 0,9 woltów. Zaleca się szybkie ładowanie ogniw akumulatorów NiMH o napięciu 0,8 ... 1,8 V, przy prądzie ładowania w zakresie 0,3 ... 0,5 ° C.
Napięcie robocze akumulatora litowo-jonowego wynosi 3,0 ... 3,7 wolta. Akumulator musi być ładowany do maksymalnego napięcia 4,2 V, prądem ładowania w zakresie 0,1 ... 0,5 C (do 450 mA przy pojemności akumulatora 900 mAh).
Biorąc pod uwagę zalecenia, ustalamy następujące cechy produkowanej pamięci:
Napięcie wyjściowe wynosi 1,3 ... 1,8 wolta (dla akumulatora NiMH).
Napięcie wyjściowe wynosi 3,5 ... 4,2 wolta (dla akumulatora litowo-jonowego).
Prąd wyjściowy (regulowany) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Napięcie wejściowe wynosi 9 ... 12 woltów.
Prąd wejściowy wynosi 400 mA (1000 mA).
2. Obecne źródło.
Jako źródło prądu dla pamięci używamy mobilnego adaptera 220/9 woltów, 400 mA. Możesz użyć mocniejszego adaptera (na przykład 220 / 1,6 ... 12 woltów, 1000 mA). W takim przypadku zmiany w konstrukcji pamięci nie są wymagane.
3. Obwód ładowarki.
Obwód pamięci jest łatwy do wyprodukowania i uruchomienia, nie ma rzadkich i drogich części. Urządzenie umożliwia ładowanie różnych akumulatorów stabilnym, wstępnie zainstalowanym prądem. Ponadto przed rozpoczęciem ładowania można ustawić limit napięcia, powyżej którego nie wzrośnie na zaciskach akumulatora, podczas całego procesu ładowania.
Zróbmy pamięć zgodnie ze schematem.
4. Opis działania obwodu pamięci.
Jednostka sterująca prądem wyjściowym jest zbudowana na kompozytowym tranzystorze VT1. Maksymalna wartość wyjściowego prądu ładowania jest ograniczona przez rezystor o niskiej rezystancji R7 (przy znamionowych częściach wskazanych na schemacie i odpowiednim zasilaczu maksymalny prąd ładowania akumulatora litowo-jonowego osiąga 1,2 A). W przypadku braku rezystora, niezbędnej rezystancji i mocy, można go złożyć z kilku tanich i wspólnych rezystorów. Na przykład w powyższej konstrukcji trzy watowy rezystor R7 o rezystancji 3,4 oma jest montowany z dwóch połączonych szeregowo grup, trzech równoległych rezystorów MLT-1 o rezystancji 5,1 oma.
Na tranzystorze VT2 i rezystorach R5, R6 zastosowano stabilizator i regulator prądu ładowania. Zmienny rezystor R6 jest połączony równolegle z rezystorem ograniczającym R7 i jest czujnikiem prądu. Prąd przez rezystor R6 jest proporcjonalny do prądu przez rezystor R7, ale ze względu na stosunek rezystancji jest znacznie mniejszy, co pozwala kontrolować prąd wyjściowy za pomocą przemiennego rezystora i tranzystora o niskiej mocy.
Pod obciążeniem na czujniku prądu pojawia się spadek napięcia proporcjonalny do prądu przechodzącego. Kiedy prąd ładowania zmienia się z różnych powodów, spadek napięcia na R6 i odpowiednio napięcie sterujące oparte na tranzystorze VT2 zmienia się proporcjonalnie.
Wraz ze wzrostem napięcia w oparciu o VT2 wzrasta prąd K-E tranzystora VT2, zmniejszając napięcie w oparciu o VT1. W takim przypadku tranzystor mocy VT1 zaczyna się zamykać, zmniejszając prąd ładowania akumulatora. I odwrotnie, wraz ze spadkiem napięcia w oparciu o VT2 prąd ładowania rośnie. W ten sposób przeprowadzana jest automatyczna korekta prądu w obciążeniu - stabilizacja prądu ładowania.
Zmieniając rezystancję rezystora R6, możemy ustawić wymagany prąd ładowania akumulatora. Po korekcie zachodzą podobne procesy stabilizacji nowo ustawionego prądu.
Węzeł do ustawiania napięcia granicznego jest wykonany na regulowanym regulatorze napięcia DA1 (TL431). Wybierając rezystancję rezystorów R3 i R4, wybieramy optymalny zakres kontroli napięcia. Używając rezystora zmiennego R4, ustalamy limit napięcia wyjściowego (przed podłączeniem akumulatora do ładowarki).
Po podłączeniu rozładowanego akumulatora do ładowarki napięcie wyjściowe spada. Prąd ustawiony przez rezystor R6 zaczyna przepływać przez akumulator. Gdy ładunek i wzrost napięcia na akumulatorze, potencjał na elektrodzie kontrolnej diody Zenera DA1 zbliża się do 2,5 wolta, dioda Zenera TL431 zaczyna się otwierać. W tym samym czasie napięcie oparte na VT1 stopniowo maleje, tranzystor mocy zamyka się, a przepływający przez niego prąd ładowania stopniowo maleje do prawie zera.
Amperomierz (multimetr) jest zawarty w złączu X2 do ustawiania i monitorowania prądu ładowania; podczas ładowania elementów tego samego typu instalowana jest zworka.
Złącze X3 służy do instalacji baterii litowo-jonowej z telefonu komórkowego. Możliwe jest zainstalowanie cylindrycznych akumulatorów o różnych długościach o napięciu 1,2 ... 1,4 wolta w złączu X4. Diody VD1 i VD2 są zawarte w obwodzie złącza X4, aby obniżyć napięcie akumulatora do 1,3 ... 1,8 V i zapobiec rozładowaniu akumulatora, gdy ładowarka jest wyłączona. Za pomocą zdalnych sond z klipsem można podłączyć niestandardowy akumulator o napięciu roboczym do 6 ... 9 woltów w celu naładowania.
5. Wykonanie obudowy ładowarki
Do obudowy pamięci używamy plastikowej osłony ze starego przekaźnika o wymiarach 90 x 60 x 65 mm. Obudowę wzmacniamy panelem PCB do montażu złączy. Wiercimy wymagane otwory montażowe.
6. Uzupełniamy obudowę o złącza i produkujemy niestandardowe elementy.
7. Montujemy skrzynkę z elementami zawiasowymi. Na tylnym panelu znajdują się złącza - sterowanie X2 (u dołu) i wejście X1 do podłączenia do zasilacza ładowarki. W górnej części obudowy znajduje się panel do instalacji baterii litowo-jonowej.
8. Lokacja jest ustalona na przedniej stronie pamięci i styki do instalowania cylindrycznych baterii.
9. Uzupełniamy pamięć częściami zgodnie z powyższym schematem.
Odkładamy części, które mają dużo ciepła. W tym przypadku jest to tranzystor mocy VT1 na grzejniku i złożony rezystor R7, złożony z sześciu rezystorów o niższej mocy. Aby poprawić reżim temperatury, zbieramy te części na osobnej płycie. Pozostałe części są instalowane i lutowane na drugiej płycie.
Wymiary desek są określone przez wewnętrzne wymiary skrzynki i ich położenie w objętości ciała. Decydując się na lokalizację płyt, wiercimy otwory w obudowie dla zmiennej rezystancji i otwory wentylacyjne do rozpraszania ciepła.
10. Montaż pamięci
Zgodnie ze schematem pamięci zbieramy razem płyty zasilające i kontrolne, sprawdzamy działanie obwodu.
Instalujemy i naprawiamy wszystkie akcesoria w obudowie. Aby wykluczyć ewentualny kontakt elektryczny, izolujemy płytę sterowania od otoczenia za pomocą plastikowej nasadki.
Montujemy projekt pamięci jako całości i sprawdzamy działanie urządzenia.
11. Praca ładowarki.
Przed podłączeniem akumulatora litowo-jonowego do ładowarki za pomocą rezystora zmiennego R4 (regulacja napięcia) ustalamy limit ładowania na zaciskach wyjściowych tego akumulatora.
Podłączamy akumulator, napięcie wyjściowe spada do napięcia resztkowego na akumulatorze. Dostosowując rezystancję rezystora R6 (regulacja prądu), ustawiamy wymagany prąd ładowania.
Podczas instalowania cylindrycznego ogniwa baterii proces wybierania trybów jest podobny.
Gdy ładowarka jest włączona, przed zainstalowaniem akumulatora otwiera się stabilizator napięcia DA1 (napięcie na elektrodzie sterującej diodą Zenera jest wyższe niż 2,5 wolta) i zapala się dioda LED2 (czerwony wskaźnik po lewej stronie).
Podłączamy akumulator, napięcie wyjściowe maleje. Ładowanie rozpoczyna się od ustawionego stabilnego prądu. LED2 gaśnie. W zależności od ustawionego prądu możliwe jest pewne podświetlenie LED3 (czerwony wskaźnik, z prawej).
Po osiągnięciu ustawionego napięcia ładowanie jest kontynuowane przy tym napięciu, ale przy malejącym prądzie ładowania. Jasność LED3 wzrasta, LED2 włącza się. Maksymalna jasność diod LED2 i LED3 wskazuje minimalny prąd ładowania związany z końcem ładowania akumulatora.
