Je navržena možnost výroby nabíječky baterií pro domácí spotřebiče s nastavením proudu a nabíjecího napětí, se stabilizací proudu při zatížení.
Při pravidelném bydlení v letním domě je někdy nutné dobít různé zdroje energie pro hodinky, přijímač, baterku. Li-ion baterie ze starších mobilních telefonů používaných v dříve vyrobených telefonech navíc vyžadují poplatek. domácí. Vzhledem k tomu, že použité baterie mají různé tvary, rozměry a montážní rozměry, jakož i různé režimy nabíjení, je nutné do určité míry vyrobit univerzální nabíječku (nabíječku). Protože se tato nabíječka bude používat jen periodicky, nemá smysl vyrábět nebo získávat specializovanou paměť pro každý typ baterie.
V tomto ohledu pro nabíjení různých nízkoenergetických baterií vyrobíme jednoduchou, zjednodušenou, ale spolehlivou nabíječku. Při nabíjení baterií pod pravidelnou vizuální kontrolou na konci nabíjení, která má schopnost nastavovat režimy (stabilní proud a maximální nabíjecí napětí), zajistí taková nabíječka vysoce kvalitní provoz.
Výrobní proces nabíječky pro tento úkol je popsán níže.
1. Instalace zdrojových dat.
Pro správnou funkci nikl-metal hydridových baterií se doporučuje udržovat provozní napětí článků v rozsahu 1,2 ... 1,4 V, je povoleno maximální snížení na 0,9 V. Doporučuje se provádět rychlé nabíjení NiMH bateriových článků při napětí 0,8 ... 1,8 V, s nabíjecím proudem v rozsahu 0,3 ... 0,5C.
Provozní napětí pro Li-ion baterii je 3,0 ... 3,7 V. Baterie musí být nabita na maximální napětí 4,2 V, s nabíjecím proudem v rozsahu 0,1 ... 0,5 C (až 450 mA s kapacitou baterie 900 mAh).
Na základě doporučení stanovujeme následující charakteristiky vyrobené paměti:
Výstupní napětí je 1,3 ... 1,8 V (pro baterii NiMH).
Výstupní napětí je 3,5 ... 4,2 voltů (pro Li-ion baterie).
Výstupní proud (nastavitelný) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Vstupní napětí je 9 ... 12 V.
Vstupní proud je 400 mA (1000 mA).
2. Aktuální zdroj.
Jako aktuální zdroj paměti používáme mobilní adaptér 220/9 V, 400 mA. Můžete použít výkonnější adaptér (například 220 / 1,6 ... 12 V, 1 000 mA). V tomto případě nejsou nutné změny v konstrukci paměti.
3. Nabíjecí obvod.
Paměťový obvod se snadno vyrábí a uvádí do provozu, nemá vzácné a drahé díly. Zařízení vám umožňuje nabíjet různé baterie stabilním, předinstalovaným, aktuálním. A také před zahájením nabíjení můžete nastavit mezní napětí, nad které se nezvýší na terminálech baterie, během celého procesu nabíjení.
Udělejme si paměť podle schématu.
4. Popis činnosti paměťového obvodu.
Řídicí jednotka výstupního proudu je zabudována na kompozitním tranzistoru VT1. Maximální hodnota výstupního nabíjecího proudu je omezena odporem R7 s nízkým odporem (s jmenovitými částmi uvedenými na obrázku a odpovídajícím napájecím zdrojem dosahuje maximální nabíjecí proud Li-ion baterie 1,2 A). V nepřítomnosti rezistoru, nezbytného odporu a síly může být sestaven z několika levných a běžných rezistorů. Například ve výše uvedeném provedení je tří wattový rezistor R7 s odporem 3,4 ohmů sestaven ze dvou skupin zapojených do série, ze tří paralelních rezistorů MLT-1 s odporem 5,1 ohmů.
Na tranzistoru VT2 a odporech R5, R6 je implementován stabilizátor a regulátor nabíjecího proudu. Variabilní rezistor R6 je zapojen paralelně s limitním rezistorem R7 a jedná se o proudový senzor. Proud přes rezistor R6 je úměrný proudu přes rezistor R7, ale vzhledem k poměru odporů je mnohem menší, což vám umožňuje řídit výstupní proud pomocí střídavého rezistoru a tranzistoru s nízkým výkonem.
Při zatížení se v proudovém senzoru objeví úbytek napětí úměrný procházejícímu proudu. Když se nabíjecí proud mění z různých důvodů, úbytek napětí na R6 a v důsledku toho se regulační napětí založené na tranzistoru VT2 úměrně mění.
Se zvyšujícím se napětím na základě VT2 se zvyšuje proud K-E tranzistoru VT2, čímž se snižuje napětí na základě VT1. V tomto případě se výkonový tranzistor VT1 začne uzavírat, čímž se snižuje nabíjecí proud baterie. Naopak, se snížením napětí na základě VT2 se nabíjecí proud zvyšuje. Tím se provádí automatická korekce proudu v zátěži - stabilizace nabíjecího proudu.
Změnou odporu rezistoru R6 můžeme nastavit požadovaný nabíjecí proud baterie. Po úpravě dochází k podobným procesům stabilizace nově nastaveného proudu.
Uzel pro nastavení mezního napětí je vytvořen na nastavitelném regulátoru napětí DA1 (TL431). Při výběru odporu rezistorů R3 a R4 vybereme optimální rozsah regulace napětí. Pomocí variabilního rezistoru R4 jsme nastavili limit výstupního napětí (před připojením baterie k nabíječce).
Po připojení vybité baterie k nabíječce se výstupní napětí sníží. Proud nastavený odporem R6 začíná protékat baterií. Jak se náboj a zvyšují napětí na baterii, potenciál na řídicí elektrodě zenerovy diody DA1 se blíží 2,5 voltu, začíná se zenerova dioda TL431 otevírat. Současně se napětí na VT1 postupně snižuje, výkonový tranzistor se uzavírá a nabíjecí proud, který jím prochází, se postupně snižuje na téměř nulu.
Do konektoru X2 je zahrnut ampérmetr (multimetr) pro nastavení a monitorování nabíjecího proudu, při nabíjení prvků stejného typu je místo toho nainstalován propojka.
Konektor X3 se používá k instalaci Li-ion baterie z mobilního telefonu. Do konektoru X4 je možné instalovat válcové baterie různých délek s napětím 1,2 ... 1,4 V. Diody VD1 a VD2 jsou součástí obvodu konektoru X4, které snižují nabíjecí napětí baterie na 1,3 ... 1,8 V a zabraňují vybití baterie při vypnutí nabíječky. Pomocí dálkových sond se sponou můžete pro nabíjení připojit nestandardní baterii s provozním napětím až 6 ... 9 V.
5. Vytvoření krytu nabíječky
Pro paměťový případ používáme plastový kryt ze starého relé, měřící 90 x 60 x 65 mm. Zesílíme pouzdro panelem PCB pro instalaci konektorů. Vyvrtáme potřebné montážní otvory.
6. Dokončujeme pouzdro konektory a vyrábíme nestandardní prvky.
7. Sestavujeme skříň s kloubovými prvky. Na zadním panelu jsou konektory - ovládání X2 (spodní) a vstup X1 pro připojení k síťovému adaptéru nabíječky. V horní části pouzdra je panel pro instalaci Li-ion baterie.
8. Uložení je upevněno na přední straně paměti a kontakty pro instalaci válcových baterií.
9. Paměť doplňujeme částmi podle výše uvedeného schématu.
Odkládáme části, které mají hodně tepla. V tomto případě se jedná o výkonový tranzistor VT1 na radiátoru a sestavený odpor R7, složený ze šesti rezistorů s nižším výkonem. Abychom zlepšili teplotní režim, shromažďujeme tyto části na samostatné desce. Zbývající části jsou nainstalovány a pájeny na druhé desce.
Rozměry desek jsou určeny vnitřními rozměry pouzdra a jejich umístěním v objemu pouzdra. Po rozhodnutí o umístění desek vyvrtáme otvory pro případ proměnného odporu a větrací otvory pro odvod tepla.
10. Sestavení paměti
Podle schématu paměti sbíráme výkonovou a řídicí desku společně, kontrolujeme činnost obvodu.
Instalujeme a opravujeme veškeré příslušenství v krytu. Abychom vyloučili možný elektrický kontakt, izolováme řídicí desku od okolního prostředí plastovou krytkou.
Sestavujeme design paměti jako celku a kontrolujeme činnost zařízení.
11. Práce nabíječky.
Před připojením Li-ion baterie k nabíječce pomocí variabilního rezistoru R4 (regulace napětí) jsme nastavili limit nabíjení na výstupních svorkách této baterie.
Připojujeme baterii, výstupní napětí klesá na zbytkové napětí na baterii. Nastavením odporu rezistoru R6 (nastavení proudu) nastavíme požadovaný nabíjecí proud.
Při instalaci válcového článku baterie je proces výběru režimů podobný.
Když je nabíječka zapnutá, před instalací baterie se otevře stabilizátor napětí DA1 (napětí na řídicí elektrodě zenerovy diody je vyšší než 2,5 V) a LED2 se rozsvítí (červený indikátor, vlevo).
Připojujeme baterii, výstupní napětí klesá. Nabíjení začíná nastaveným stabilním proudem. LED2 zhasne. V závislosti na nastaveném proudu je možné určité osvětlení LED3 (červený indikátor, vpravo).
Po dosažení nastaveného napětí pokračuje nabíjení při tomto napětí, ale s klesajícím nabíjecím proudem. Jas LED3 se zvyšuje, LED2 se rozsvítí. Maximální jas LED2 LED2 a LED3 indikuje minimální nabíjecí proud spojený s koncem nabíjení baterie.
