Se propone una opción para fabricar un cargador de batería para electrodomésticos, con la configuración de la corriente y el voltaje de carga, con la estabilización de la corriente en la carga.
Con la vida periódica en una casa de verano, a veces es necesario recargar varias fuentes de energía para un reloj, receptor, linterna. Además, las baterías de iones de litio de teléfonos móviles más antiguos utilizados en los fabricados anteriormente requieren una carga. hecho en casa. Dado que las baterías utilizadas tienen diferentes formas, dimensiones y dimensiones de montaje, así como diferentes modos de carga, es necesario hacer, en cierta medida, un cargador universal (cargador). Dado que este cargador se usará solo periódicamente, no tiene sentido fabricar o adquirir memoria especializada para cada tipo de batería.
En este sentido, para cargar varias baterías de baja potencia, produciremos un cargador único, simplificado pero confiable. Al cargar baterías bajo un control visual periódico sobre el final de la carga, que tiene la capacidad de establecer modos (corriente estable y voltaje de carga máximo), dicho cargador garantizará un funcionamiento de alta calidad.
El proceso de fabricación del cargador para la tarea se analiza a continuación.
1. Instalación de los datos de origen.
Para el funcionamiento correcto de las baterías de hidruro de níquel-metal, se recomienda mantener el voltaje de funcionamiento en las celdas dentro de 1.2 ... 1.4 voltios, se permite la reducción máxima a 0.9 voltios. Se recomienda realizar una carga rápida de las celdas de la batería NiMH a un voltaje de 0.8 ... 1.8 voltios, con una corriente de carga en el rango de 0.3 ... 0.5C.
El voltaje de funcionamiento para una batería de iones de litio es de 3.0 ... 3.7 voltios. La batería debe cargarse a un voltaje máximo de 4.2 voltios, con una corriente de carga en el rango de 0.1 ... 0.5 C (hasta 450 mA con una capacidad de batería de 900 mAh).
Dadas las recomendaciones, establecemos las siguientes características de la memoria fabricada:
El voltaje de salida es de 1.3 ... 1.8 voltios (para una batería NiMH).
El voltaje de salida es de 3,5 ... 4,2 voltios (para una batería de iones de litio).
Corriente de salida (ajustable) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
El voltaje de entrada es de 9 ... 12 voltios.
La corriente de entrada es de 400 mA (1000 mA).
2. Fuente actual.
Como fuente actual de memoria, utilizamos un adaptador móvil de 220/9 voltios, 400 mA. Puede usar un adaptador más potente (por ejemplo, 220 / 1.6 ... 12 voltios, 1000 mA). En este caso, no se requieren cambios en el diseño de la memoria.
3. Circuito del cargador.
El circuito de memoria es fácil de fabricar y poner en servicio, no tiene piezas escasas y caras. El dispositivo le permite cargar varias baterías con una corriente estable y preinstalada. Y también, antes de comenzar a cargar, puede establecer el límite de voltaje, por encima del cual no se elevará en los terminales de la batería, durante todo el proceso de carga.
Hagamos la memoria de acuerdo con el esquema.
4. Descripción del funcionamiento del circuito de memoria.
La unidad de control de corriente de salida está construida sobre un transistor compuesto VT1. El valor máximo de la corriente de carga de salida está limitado por la resistencia de baja resistencia R7 (con las clasificaciones de las partes indicadas en el diagrama y la unidad de fuente de alimentación correspondiente, la corriente de carga máxima de la batería de iones de litio alcanza 1.2 A). En ausencia de una resistencia, la resistencia y la potencia necesarias, se puede ensamblar a partir de varias resistencias baratas y comunes. Por ejemplo, en el diseño anterior, una resistencia R7 de tres vatios con una resistencia de 3.4 Ohms se ensambla a partir de dos grupos conectados en serie, tres resistencias paralelas MLT-1 con una resistencia de 5.1 Ohms.
En el transistor VT2 y las resistencias R5, R6, se implementan un estabilizador y un regulador de corriente de carga. La resistencia variable R6 está conectada en paralelo con la resistencia límite R7 y es un sensor de corriente. La corriente a través de la resistencia R6 es proporcional a la corriente a través de la resistencia R7, pero debido a la relación de resistencias es mucho más pequeña, lo que le permite controlar la corriente de salida utilizando una resistencia alterna y un transistor de baja potencia.
Bajo carga, aparece una caída de voltaje en el sensor de corriente proporcional a la corriente de paso. Cuando la corriente de carga cambia, por varias razones, la caída de voltaje a través de R6 y, en consecuencia, el voltaje de control basado en el transistor VT2 cambia proporcionalmente.
Con el aumento de voltaje en base a VT2, la corriente K-E del transistor VT2 aumenta, reduciendo el voltaje en base a VT1. En este caso, el transistor de potencia VT1 comienza a cerrarse, lo que reduce la corriente de carga de la batería. Por el contrario, con una disminución en el voltaje basado en VT2, la corriente de carga aumenta. Por lo tanto, se realiza la corrección automática de la corriente en la carga: estabilización de la corriente de carga.
Al cambiar la resistencia de la resistencia R6, podemos establecer la corriente de carga de batería requerida. Después del ajuste, ocurren procesos similares de estabilización de la corriente recién establecida.
El nodo para establecer el voltaje límite se realiza en un regulador de voltaje ajustable DA1 (TL431). Seleccionando la resistencia de las resistencias R3 y R4, seleccionamos el rango de control de voltaje óptimo. Usando una resistencia variable R4, establecemos el límite de voltaje de salida (antes de conectar la batería al cargador).
Cuando conecta una batería descargada al cargador, el voltaje de salida disminuye. La corriente establecida por la resistencia R6 comienza a fluir a través de la batería. A medida que la carga y el aumento del voltaje en la batería, el potencial en el electrodo de control del diodo zener DA1 se acerca a 2.5 voltios, el diodo zener TL431 comienza a abrirse. Al mismo tiempo, el voltaje basado en VT1 disminuye gradualmente, el transistor de potencia se cierra y la corriente de carga que fluye a través de él disminuye gradualmente a casi cero.
Se incluye un amperímetro (multímetro) en el conector X2 para configurar y monitorear la corriente de carga; cuando se cargan elementos del mismo tipo, se instala un puente.
El conector X3 se utiliza para instalar una batería de iones de litio desde un teléfono móvil. Es posible instalar baterías cilíndricas de varias longitudes con un voltaje de 1.2 ... 1.4 voltios en el conector X4. Los diodos VD1 y VD2 se incluyen en el circuito del conector X4 para reducir el voltaje de la batería a 1.3 ... 1.8 voltios y para evitar la descarga de la batería cuando el cargador está apagado. Usando sondas remotas con un clip, puede conectar una batería no estándar con un voltaje de funcionamiento de hasta 6 ... 9 voltios para la carga.
5. Hacer la carcasa del cargador
Para la carcasa de la memoria usamos una cubierta de plástico de un viejo relé, que mide 90 x 60 x 65 mm. Reforzamos la carcasa con un panel de PCB para instalar conectores. Perforamos los agujeros de montaje necesarios.
6. Completamos la caja con conectores y fabricamos elementos no estándar.
7. Ensamblamos la caja con elementos articulados. En el panel posterior hay conectores: control X2 (parte inferior) y entrada X1 para conectar al adaptador de corriente del cargador. En la parte superior de la caja hay un panel para instalar una batería de iones de litio.
8. El alojamiento se fija en la parte frontal de la memoria. y contactos para instalar baterías cilíndricas.
9. Completamos la memoria con partes de acuerdo con el diagrama anterior.
Posponemos partes que tienen mucho calor. En este caso, es un transistor de potencia VT1 en un radiador y una resistencia ensamblada R7, compuesta de seis resistencias de menor potencia. Para mejorar el régimen de temperatura, recogemos estas partes en un tablero separado. Las partes restantes se instalan y sueldan en la segunda placa.
Las dimensiones de los tableros están determinadas por las dimensiones internas de la caja y su ubicación en el volumen de la caja. Una vez decidida la ubicación de las tablas, perforamos agujeros en el caso para resistencia variable y agujeros de ventilación para disipación de calor.
10. Asamblea de memoria
De acuerdo con el esquema de memoria, reunimos las placas de alimentación y control juntas, verificamos el funcionamiento del circuito.
Instalamos y arreglamos todos los accesorios en la carcasa. Para excluir un posible contacto eléctrico, aislamos la placa de control del entorno con una tapa de plástico.
Ensamblamos el diseño de la memoria como un todo y verificamos el funcionamiento del dispositivo.
11. El trabajo del cargador.
Antes de conectar la batería de iones de litio al cargador, usando la resistencia variable R4 (regulación de voltaje), establecemos el límite de carga en los terminales de salida para esta batería.
Conectamos la batería, el voltaje de salida disminuye al voltaje residual en la batería. Al ajustar la resistencia de la resistencia R6 (ajuste de corriente), establecemos la corriente de carga requerida.
Al instalar una celda de batería cilíndrica, el proceso de selección de modos es similar.
Cuando se enciende el cargador, antes de instalar la batería, se abre el estabilizador de voltaje DA1 (el voltaje en el electrodo de control del diodo zener es superior a 2.5 voltios) y el LED2 se ilumina (indicador rojo, izquierda).
Conectamos la batería, el voltaje de salida disminuye. La carga comienza con la corriente estable establecida. LED2 se apaga. Dependiendo de la corriente establecida, es posible cierta iluminación del LED3 (indicador rojo, derecha).
Cuando se alcanza el voltaje establecido, la carga continúa a este voltaje, pero con una corriente de carga decreciente. El brillo del LED3 aumenta, el LED2 se enciende. El brillo máximo de los LED LED2 y LED3 indica la corriente de carga mínima inherente al final de la carga de la batería.
