Se propone hacer un cargador para la batería, con estabilización de corriente, ajustable por corriente y voltaje en la carga. El rango de aplicación es extenso. Una de las opciones para su uso se considera en un ejemplo particular.
En la fabricación e instalación de la unidad de radio del automóvil en casa ajuste "Usando la radio del coche en la versión doméstica"Se descubrió un pequeño problema. Se basa en el hecho de que en la fabricación de la radio, la memoria no volátil aún no estaba muy extendida. Y la búsqueda automática de estaciones ya se ha utilizado. Por lo tanto, para guardar la configuración en la memoria del receptor, se requería energía adicional para las celdas de memoria cuando el receptor estaba apagado. En carroEsto se resolvió conectando constantemente la unidad de memoria a la batería de la red integrada. Al instalar la radio de un automóvil en el departamento, tuve que buscar una salida.
No es posible usar baterías de tres voltios para alimentar las celdas de memoria, de manera similar a ahorrar memoria en una computadora. Para alimentar la unidad de memoria en la radio del automóvil (de acuerdo con las instrucciones), se requieren 3,1 ... 3,5 voltios.
Al instalar la batería, hay un problema. Tenemos que controlar el estado de la carga de la batería y retirarla periódicamente para recargarla, lo cual es inconveniente y no práctico. Por lo tanto, en mi opinión, es más fácil instalar permanentemente una batería en la unidad fabricada de la radio del automóvil, hacer un cargador e instalarla en el mismo lugar.
Como resultado, la tarea fue la siguiente. Se requiere hacer un cargador para la batería, con regulación y estabilización de la corriente, con una limitación en el voltaje máximo de la batería de 3.6 voltios. La batería debe cargarse automáticamente y solo cuando el receptor está encendido, y su memoria debe mantenerse constantemente. Para excluir una descarga completa o una sobrecarga, los modos de carga deben adaptarse al grado de descarga de la batería, es decir. El cargador debe ser adaptable (en la medida de lo posible).
Circuito cargador.
El circuito del cargador se caracteriza por la máxima simplicidad y accesibilidad de los componentes, básicamente contiene dos transistores y un diodo zener ajustable. El transistor de control de baja potencia VT1 realiza la función de regular y estabilizar la corriente. El transistor VT2 es de energía, la corriente de carga de la batería principal fluye a través de él. Además, el cargador contiene un regulador de voltaje de salida en el diodo zener VD1.
Regulador de voltaje de salida
La base del regulador de voltaje determina el diodo Zener controlado VD1 - TL431. La regulación de voltaje en TL431 se lleva a cabo utilizando un divisor de voltaje R4, R5. Al seleccionar los valores de estas resistencias, logramos el rango de ajuste necesario. Luego, al cambiar la resistencia de la resistencia de sintonización R4, antes de instalar la batería en el cargador, establecemos el voltaje de carga máximo (3.6V) en los contactos de salida X1 y X2.
Cuando la batería descargada se conecta al cargador, el voltaje en los contactos de salida cae y la batería comienza a consumirse, la corriente se establece con la resistencia R2 y está limitada por la resistencia R3. Cuando el voltaje de la batería se aproxima al voltaje de salida establecido por el regulador, la corriente de carga disminuirá y cuando el voltaje de la batería alcance 3.6V, la corriente de carga será prácticamente cero.
Esto sucede por la siguiente razón. El diodo zener controlado TL431 está cerrado hasta que su electrodo de control tenga un voltaje por debajo de 2.5V y no afecte el funcionamiento del cargador. Al cargar la batería y acercarse al voltaje en ella, al voltaje de salida previamente establecido por el regulador, el potencial en el electrodo de control alcanza los 2.5V y el diodo zener TL431 comienza a abrirse. En este sentido, el transistor de potencia VT2 comienza a cerrarse, y la corriente de carga que fluye a través de él disminuirá gradualmente a casi cero.
Por lo tanto, limitamos el voltaje máximo de la batería a uno predeterminado y excluimos su recarga, transfiriendo la carga al modo de goteo (0.005C), que solo admite memoria y compensa la autodescarga de la batería.
Estabilizador de corriente
El estabilizador de corriente mantiene una corriente de salida estable para cargar la batería al tiempo que elimina la influencia del regulador de voltaje.
El transistor VT1 controla el funcionamiento del estabilizador de corriente. El límite de corriente limita la resistencia R3. Es una resistencia de baja resistencia de 0.1 a 20 ohmios (dependiendo de la potencia requerida del cargador) y al mismo tiempo es un sensor de corriente. Cuando se conecta la carga, se forma una cierta caída de voltaje en esta resistencia, proporcional a la corriente de paso. Tal caída de voltaje es suficiente para la operación del transistor de control VT1.
Con un aumento en la corriente, por alguna razón y un aumento correspondiente en la caída de voltaje a través de R3, el transistor VT1 se abre más. En este sentido, el transistor de potencia VT2 comienza a cerrarse y la corriente que lo atraviesa a la batería disminuye.
Cuando la corriente disminuye a través de la carga, lo contrario es cierto.
Por lo tanto, el transistor VT1 controla automáticamente el transistor de potencia, ajustando la corriente que fluye a través de él y la carga, por lo que se lleva a cabo el proceso de estabilización de corriente.
En la primera etapa, la carga se realiza mediante una corriente estable (seleccionada manualmente). Cuando se alcanza el voltaje establecido en la batería (seleccionado manualmente), la carga continúa mientras se mantiene un voltaje estable y se disminuye el valor de la corriente de carga.
Al cambiar la resistencia de la resistencia R2, es posible configurar manualmente la corriente de carga de batería requerida.
La resistencia R1 establece el voltaje de polarización para el transistor de potencia VT2, y también determina la corriente de funcionamiento del diodo zener VD1. Al seleccionar R1, la corriente del diodo zener se establece dentro de 5 ... 10 mA.
Los LED del dispositivo se utilizan para indicar visualmente el proceso de carga. El brillo del LED1 indica el funcionamiento del estabilizador de corriente, y el LED2 el funcionamiento del regulador de voltaje.
Como transistores NPN de control (potencia), es posible utilizar transistores de baja potencia (potencia media) nacionales e importados, con las características de corriente y voltaje correspondientes. El transistor de potencia VT2 se calentará bajo cargas pesadas y debe instalarse en un radiador. El diodo VD2 protege la batería de la descarga cuando el receptor y el cargador están apagados. Los cables de la batería están conectados a la unidad de memoria del receptor.
Fabricación del cargador
1. Selección de batería
Para alimentar la unidad de memoria en la radio del automóvil, utilizamos tres baterías NiMH conectadas en serie con un voltaje nominal total de 3.6 voltios (1.2 x 3) y una capacidad de más de 2.0 Ah. La descarga de cada elemento de la batería está permitida hasta 0.9 voltios, y la batería completa hasta (0.9 x 3) 2.7 voltios. Una carga completa de la batería es posible hasta (1.8 x 3) 5.4 voltios. Por lo tanto, al configurar el regulador de voltaje del cargador a 3.6 voltios, se nos garantiza excluir la recarga de la batería sin siquiera desconectarla del dispositivo.
También existe cierta protección con respecto a la descarga completa de las baterías. Con un voltaje de suministro de 3.0 voltios, la configuración de búsqueda automática en el receptor se pierde, lo que se nota la próxima vez que lo enciende. La carga mínima en la batería aún permanece. En este caso, el funcionamiento del dispositivo debe ajustarse. Para hacer esto, solo necesita aumentar ligeramente la corriente de carga.
2. Montaje y verificación del funcionamiento del circuito.
Seleccionamos los detalles de acuerdo con el diagrama anterior. Montaje del circuito del cargador en una placa de circuito universal. Verificamos el funcionamiento del circuito configurando el elemento de la batería como la carga. Al elegir los valores de las resistencias R4, R5, logramos la capacidad de ajustar el voltaje de salida en todo el rango. Una vez instalada la batería completa de las baterías, verificamos la posibilidad y los valores al ajustar la corriente de carga. Con una clasificación de R3 de acuerdo con el diagrama anterior, la corriente está regulada de 0 a 350 mA con un voltaje de salida de 3.2 a 9-11 voltios.
Cortamos del tablero universal y preparamos un tablero de trabajo para el ensamblaje.
3. Realizamos la instalación del circuito en el tablero de trabajo.
Si hay espacio libre y para mejorar el régimen de temperatura de las partes, es posible distinguir del circuito un bloque de partes que tienen una gran emisión de calor. En este caso, es un transistor de potencia en el radiador y la resistencia R3 (compuesto por dos potencias inferiores conectadas en paralelo). Estas piezas se ensamblan en una placa opcional separada instalada lejos de la placa maestra. Las partes restantes se ensamblan en el tablero principal.
4. Montaje final.
Ensamblamos todo el circuito en la versión de trabajo y verificamos el funcionamiento del cargador ensamblado.
Instalamos el circuito de trabajo en la unidad de radio fabricada previamente en la versión doméstica. Dado que la unidad de la radio del automóvil está estacionaria y su extracción es una tarea laboriosa, la placa de la unidad del dispositivo se encuentra en la caja de la unidad, cerca de la ventana debajo del reloj de la cocina. Al retirar el reloj de la ventana, que toma 3 segundos, el acceso a los indicadores de operación y el ajuste de corriente y voltaje son libres.
