Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов

Предлагаемое вниманию читателей устройство предназначено для автоматической разрядки Ni-Cd или NI-MH аккумуляторов типоразмера АА или AAA до заранее установленного напряжения. Устройство имеет световую индикацию режимов работы и не требует дополнительного источника питания, поскольку питается непосредственно от разряжаемого аккумулятора.

-

Известно, что срок службы и гарантируемая емкость Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов зависят от того, насколько правильно они эксплуатируются. Также хорошо известно, что одной из причин ухудшения "здоровья" аккумулятора является проявление эффекта памяти, присущего аккумуляторам на основе никеля. Эффект памяти — это потеря емкости аккумулятора, развивающаяся вследствие зарядки не полностью разряженного аккумулятора. Сильнее всего этот эффект проявляется в Ni-Cd аккумуляторах, для Ni-MH пo заявлениям производителей его проявление незначительно. Но как показывает практика, при эксплуатации Ni-MH аккумуляторов пренебрегать таким "незначительным" проявлением все-таки не следует. Эффективный и доступный метод борьбы с эффектом памяти — профилактика его проявления, заключающаяся либо в полной разрядке аккумулятора до безопасного остаточного напряжения перед каждой его зарядкой либо в проведении периодической тренировки. Под тренировкой понимают проведение нескольких повторяющихся циклов зарядки с последующей разрядкой до напряжения 1,05...1,1 В. Периодичность проведения тренировки Ni-Cd аккумуляторов — один раз в месяц, для Ni-MH - один раз в два месяца, более частью тренировки оказывают неблагоприятное влияние на состояние аккумулятора за счет его ускоренного износа. Современные универсальные зарядные устройства (ЗУ), построенные на основе специализированных контроллеров, непосредственно перед началом процесса зарядки, как правило, выполняют предварительную разрядку аккумуляторов до безопасного напряжения, предотвращая тем самым развитие эффекта памяти. Но стоимость таких ЗУ достаточно велика. Поэтому при наличии простых ЗУ их можно дополнить предлагаемым разрядным устройством.

Схема такого устройства показана на рис. 1. На микросхеме DA1 собран повышающий преобразователь постоянного напряжения, формирующий напряжение, достаточное для функционирования остальных элементов устройства. Соединением вывода 2 микросхемы DA1 с минусовой линией питания выходное напряжение преобразователя выбрано равным 5 В.

На мощном биполярном транзисторе VT1 и переменном резисторе R2 собран регулируемый эквивалент нагрузки. Диапазон регулировки тока разрядки

составляет 0,07...1 А (с учетом тока, потребляемого другими узлами устройства). Полевой транзистор VT2 служит для подключения эквивалента нагрузки к разряжаемому аккумулятору, транзистор VT3 — для управления напряжением питания преобразователя, а кнопка SB1 — для запуска устройства.

На ОУ DA2.2 собран компаратор, который осуществляет контроль за нижним пороговым напряжением аккумулятора (1,05...1,1 В). На ОУDА2.1 и светодиоде НL2— индикатор, сигнализирующий о том. что напряжение аккумулятора превышает 1.2 В, он служит для ориентировочной оценки степени разрядки аккумулятора при заданном значении тока разрядки. На резисторах R5—R7

Источник: Журнал Радио 2010 №1

Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

Издаётся с 1924 года

Журнал Радио 2010 №1Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов
Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов
Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов
Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов

выполнен делитель напряжения , формирующий пороги срабатывания компараторов.

Если напряжение аккумулятора выше нижнего порога, то после запуска устройства кратковременным нажатием на кнопку SB1 на выходе ОУ DA2.2 установится высокий уровень, это приведет к открыванию транзистора VT3 и позволит устройству остаться во включенном состоянии и после отпускания кнопки. Одновременно с транзистором VT3 откроется транзистор VT2, и эквивалент нагрузки будет подключен к аккумулятору. Свечение светодиода HL1 сигнализирует о идущей разрядке аккумулятора. Если при этом его напряжение превышает 1,2 В. загорится светодиод HL2.

Когда напряжение аккумулятора станет меньше нижнего порогового, на выходе ОУ DA2.2 высокий уровень сменится низким, транзисторы VT2, VT3 закроются, а следовательно, будут отключены эквивалент нагрузки и преобразователь напряжения, светодиод HL1 погаснет. Применение раздельной подачи напряжения на эквивалент нагрузки и другие узлы обусловлено необходимостью исключить влияние изменения разрядного тока на работу устройства. Так, если бы был применен только один коммутирующий транзистор, уменьшение разрядного тока, происходящее в

процессе разрядки аккумулятора, приводило бы к уходу порогов срабатывания компараторов за счет изменения разности напряжений между минусовым выводом аккумулятора и минусовой линией питания ОУ.

Большинство деталей смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного

стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 2). Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, С2-33, переменный резистор — СПЗ-4аМ, его крепят на передней панели устройства и соединяют с платой изолированными проводами. Оксидные конденсаторы —

малогабаритные импортные, СЗ — керамический К10-17 или импортный. Преобразователь напряжения МАХ756 можно заменить отечественным аналогом — КР1446ПН1, сдвоенный ОУ КА358 — на ОУ КР1040УД1, LM358, РС1251. Транзистор КТ817А заменим на любой из серии КТ817 в пластмассовом корпусе, он снабжен самодельным алюминиевым теплоотводом площадью около 3,5 см2, а полевые транзисторы КП505А заменимы на КП505Б. КП505В. BSS295. Диод VD1  — любой из серий КД521,

КД522, КД102. КД103 или импортный 1N4148. светодиоды — любые малогабаритные с диаметром линзы 3 мм и достаточной яркостью свечения при токе1 мА. Дроссель—импортный ЕС24 индуктивностью 22...100 мкГн. Кнопка SB1 — с самовозвратом ТС-0403 высотой 5 мм и длиной толкателя 1,5 мм.

Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3, а всего устройства — на рис. 4. Оно имеет пластмассовый корпус с габаритными размерами 83x38x13 мм. Для облегчения температурного режима в корпусе сделаны вентиляционные отверстия.

При налаживании устанавливают пороги срабатывания компараторов подборкой резисторов R5—R7. Движок переменного резистора можно снабдить указателем, а на корпусе разместить шкалу тока разрядки, которую градуируют с помощью миллиамперметра.

Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Схема рис. 1 Автоматическое разрядное устройство для аккумуляторов