Navrhuje se vytvořit nabíječku pro baterii se stabilizací proudu, nastavitelnou pro proud a napětí při zatížení. Rozsah použití je rozsáhlý. Jedna z možností jejího použití je zvažována v konkrétním příkladu.
Při výrobě a instalaci autorádia v roce 2007 domů nastavení “Používání autorádia v domácí verzi„Byl objeven jeden malý problém. To spočívá ve skutečnosti, že ve výrobě rádia nebyla energeticky nezávislá paměť dosud rozšířená. A automatické vyhledávání stanic již bylo použito. Proto, aby se nastavení uložilo do paměti přijímače, bylo při vypnutí přijímače vyžadováno další napájení paměťových buněk. V auto, To bylo vyřešeno neustálým připojením paměťové jednotky k baterii palubní sítě. Při instalaci autorádia do bytu jsem musel hledat cestu ven.
Pro napájení paměťových buněk není možné použít třívoltové baterie, podobně jako je tomu v případě ukládání paměti v počítači. K napájení paměťové jednotky v autorádiu (podle pokynů) je zapotřebí 3,1 ... 3,5 V.
Při instalaci baterie je problém. Musíme monitorovat stav nabití baterie a pravidelně ji odstraňovat, aby se dobilo, což je nevhodné a není praktické. Podle mého názoru je proto snazší trvale instalovat baterii do vyráběné jednotky autorádia, vytvořit pro ni nabíječku a nainstalovat ji na stejném místě.
Výsledkem byl následující úkol. Je nutné provést nabíječku pro baterii s regulací a stabilizací proudu, s omezením maximálního napětí na baterii 3,6 voltů. Baterie by měla být nabíjena automaticky a pouze při zapnutém přijímači a její paměť by měla být neustále udržována. Aby se vyloučilo úplné vybití nebo přebití, musí být režimy nabíjení přizpůsobeny stupni vybití baterie, tj. Nabíječka by měla být přizpůsobivá (pokud je to možné).
Nabíjecí obvod.
Nabíjecí obvod se vyznačuje maximální jednoduchostí a přístupností součástí, v zásadě obsahuje dva tranzistory a nastavitelnou zenerovou diodu. Řídicí tranzistor VT1 s nízkým výkonem vykonává funkci regulace a stabilizace proudu. Tranzistor VT2 je výkon, jím protéká hlavní nabíjecí proud baterie. Nabíječka také obsahuje regulátor výstupního napětí na zenerově diodě VD1.
Regulátor výstupního napětí
Základem regulátoru napětí je řízená Zenerova dioda VD1 - TL431. Regulace napětí na TL431 se provádí pomocí děliče napětí R4, R5. Výběrem hodnot těchto rezistorů dosáhneme potřebného rozsahu nastavení. Poté, změnou odporu ladicího rezistoru R4, před instalací baterie do nabíječky, jsme nastavili limit nabíjecího napětí (3,6 V) na výstupních kontaktech X1 a X2.
Když je vybitá baterie připojena k nabíječce, napětí na výstupních kontaktech poklesne a baterie začne spotřebovávat, proud nastavený rezistorem R2 a omezený rezistorem R3. Když se napětí baterie blíží výstupnímu napětí nastavenému regulátorem, nabíjecí proud se sníží a když napětí na baterii dosáhne 3,6V, nabíjecí proud bude prakticky nulový.
To se děje z následujícího důvodu. Řízená zenerova dioda TL431 je uzavřena, dokud její řídicí elektroda nebude mít napětí pod 2,5 V a neovlivní činnost nabíječky. Při nabíjení baterie a přiblížení se k ní na výstupní napětí dříve nastavené regulátorem dosáhne potenciál na řídicí elektrodě 2,5 V a zenerova dioda TL431 se začíná otevírat. V tomto ohledu se výkonový tranzistor VT2 začne uzavírat a nabíjecí proud, který jím prochází, se postupně sníží na téměř nulu.
Omezíme tak maximální napětí na baterii na předem určené a vyloučíme její dobití, přeneseme nabíjení do kapacího režimu (0,005C), který podporuje pouze paměť a kompenzuje samovybíjení baterie.
Proudový stabilizátor
Stabilizátor proudu udržuje stabilní výstupní proud pro nabíjení baterie a eliminuje vliv regulátoru napětí.
Činnost stabilizátoru proudu je řízena tranzistorem VT1. Proudový limit omezuje rezistor R3. Jedná se o odpor s nízkým odporem od 0,1 do 20 ohmů (v závislosti na požadovaném výkonu nabíječky) a současně je to proudový senzor. Když je zátěž připojena, vytvoří se na tomto odporu úbytek napětí úměrný procházejícímu proudu. Takový pokles napětí je dostačující pro činnost řídicího tranzistoru VT1.
Se zvýšením proudu z nějakého důvodu a odpovídajícím nárůstem úbytku napětí na R3 se tranzistor VT1 otevírá více. V tomto ohledu se výkonový tranzistor VT2 začíná uzavírat a proud procházející skrz baterii se snižuje.
Když proud v zátěži klesá, platí opak.
Tranzistor VT1 tedy automaticky řídí výkonový tranzistor a upravuje proud, který jím prochází, a zátěž, takže se provádí proces stabilizace proudu.
V první fázi je nabíjení prováděno stabilním proudem (ručně zvoleným). Když je dosaženo nastaveného napětí na baterii (ručně vybrané), nabíjení pokračuje při zachování stabilního napětí a klesající hodnoty nabíjecího proudu.
Změnou odporu rezistoru R2 je možné ručně nastavit požadovaný nabíjecí proud baterie.
Rezistor R1 nastavuje předpětí pro výkonový tranzistor VT2 a také určuje provozní proud zenerovy diody VD1. Výběrem R1 je proud Zenerovy diody nastaven do 5 ... 10 mA.
LED diody v zařízení se používají k vizuální signalizaci procesu nabíjení. Žárovka LED1 signalizuje činnost stabilizátoru proudu a LED2 činnost regulátoru napětí.
Jako řídicí (výkonové) tranzistory NPN lze použít domácí i importované tranzistory s nízkým výkonem (středním výkonem) s odpovídajícími proudovými a napěťovými charakteristikami. Výkonový tranzistor VT2 se zahřívá při velkém zatížení a musí být nainstalován na chladiči. Dioda VD2 chrání baterii před vybitím při vypnutí přijímače a nabíječky. Vodiče baterie jsou připojeny k paměťové jednotce přijímače.
Výroba nabíječky
1. Výběr baterie
K napájení paměťové jednotky v autorádiu používáme tři NiMH baterie připojené do série s celkovým jmenovitým napětím 3,6 V (1,2 x 3) a kapacitou vyšší než 2,0 Ah. Vypouštění každého prvku baterie je povoleno až do 0,9 voltu a celá baterie do (0,9 x 3) 2,7 voltu. Plné nabití baterie je možné až do (1,8 x 3) 5,4 V. Nastavením regulátoru napětí nabíječky na 3,6 V jsme tedy vyloučeni z nabíjení baterie, aniž byste ji museli odpojit od zařízení.
Existuje také určitá ochrana týkající se úplného vybití baterií. Při napájecím napětí 3,0 V se nastavení automatického vyhledávání v přijímači ztratí, což je patrné při příštím zapnutí. Minimální nabití v baterii zůstává. V tomto případě je třeba upravit provoz zařízení. K tomu stačí pouze mírně zvýšit nabíjecí proud.
2. Sestavení a ověření činnosti obvodu
Podrobnosti vybereme podle výše uvedeného schématu. Montáž obvodu nabíječky na univerzální desku s obvody. Funkčnost obvodu kontrolujeme nastavením baterie jako zátěže. Výběrem hodnot rezistorů R4, R5 dosáhneme schopnosti upravit výstupní napětí v celém rozsahu. Po instalaci celé baterie baterií zkontrolujeme možnost a hodnoty při úpravě nabíjecího proudu. Při hodnocení R3 podle výše uvedeného schématu je proud regulován od 0 do 350 mA při výstupním napětí 3,2 až 9 -11 V.
Vystřihli jsme se z univerzální desky a připravíme pracovní desku pro montáž.
3. Provádíme instalaci obvodu na pracovní desce.
Pokud existuje volný prostor a pro zlepšení teplotního režimu součástí, je možné odlišit od okruhu blok částí, které mají velkou emisi tepla. V tomto případě se jedná o výkonový tranzistor na radiátoru a rezistoru R3 (sestávající ze dvou paralelně zapojených nižších výkonů). Tyto součásti jsou smontovány na samostatnou volitelnou desku nainstalovanou mimo hlavní desku. Zbývající části jsou sestaveny na hlavní desce.
4. Konečná montáž.
Celý pracovní obvod montujeme do pracovní verze a kontrolujeme provoz smontované nabíječky.
Instalujeme pracovní obvod do dříve vyrobené rádiové jednotky v domácí verzi. Protože jednotka autorádia je stacionární a jeho odstranění je pracný úkol, je deska pohonu zařízení umístěna v případě jednotky poblíž okna pod kuchyňskými hodinami. Při vyjímání hodin z okna, které trvá 3 sekundy, je přístup k provozním indikátorům a nastavení proudu a napětí volný.
