Pengecas automatik untuk bateri Ni-Cd. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengecas, bateri, sel galvanik

 Komen artikel

Artikel yang dibentangkan kepada pembaca kami menerangkan pengecas automatik, yang, menurut pengarang, mengecas bateri Ni-Cd hampir sempurna. Selain itu, ia boleh digunakan untuk mengecas bateri Ni-MH. Dalam versi asal, peranti ini direka untuk mengecas bateri dengan voltan nominal 7,5 V dan kapasiti 1300 mAh stesen radio Motorola GP1200. Bagi semua orang yang ingin mengulang peranti ini untuk mengecas bateri lain, formula untuk mengira elemen utama diberikan.

Adalah diketahui [1] bahawa bateri Ni-Cd dianggap dicas apabila voltan padanya ialah 1,5 V apabila pengecas disambungkan. Selepas pengecas dimatikan, voltan dengan cepat berkurangan kepada kira-kira 1,45-1,47 V. Pengecasan berlebihan tidak boleh diterima , kerana ini akan mengurangkan hayat bateri.

Pengecasan biasa bateri adalah mungkin jika ia dinyahcas ke voltan dalam 1 ... 1,1 V. Apabila dilepaskan ke voltan di bawah paras yang ditentukan, hayat bateri berkurangan, dan pada nilai yang lebih tinggi, kesan ingatan berlaku. Oleh itu, sebelum mengecas, anda mesti memastikan bahawa bateri dinyahcas ke voltan di atas.

Anggaran masa pengecasan dikira menggunakan formula t = 1,4 C/I10, dengan t ialah masa pengecasan, h; C - kapasiti bateri, mAh; I10 - arus pengecasan berkadar: 110=С/10, mA; 1,4 ialah faktor pembetulan yang mengambil kira kerugian, kerana semasa mengecas, sebahagian daripada tenaga tidak boleh diubah menjadi haba. Harus diingat bahawa hampir semua bateri Ni-Cd moden dicipta menggunakan teknologi yang lebih maju, jadi faktor pembetulan untuk mereka adalah dalam julat kira-kira 1,1 hingga 1,2.

Jadi, bagaimana anda boleh mengelakkan bateri daripada dicas berlebihan selepas kitaran pengecasan dan memutuskan sambungan secara automatik daripada pengecas? Anda boleh, sebagai contoh, mengira masa yang diperlukan untuk mengecas bateri, menetapkan arus pengecasan dan menyambungkan geganti masa. Walau bagaimanapun, penyelesaian ini mempunyai sisi negatif. Seperti yang dinyatakan di atas, faktor pembetulan untuk bateri tertentu mungkin berbeza sedikit, yang akan membawa kepada pemasaan yang salah dan, akibatnya, ia mungkin kurang dicas atau dicas berlebihan. Jika bateri belum dinyahcas sepenuhnya, pengecas yang melaksanakan kaedah ini kemungkinan besar akan mengecasnya semula. Jika semasa proses pengecasan voltan dalam rangkaian bekalan hilang dan kemudian muncul semula, geganti masa akan menetapkan semula bacaannya dan memulakan kitaran sekali lagi, yang sekali lagi akan membawa kepada pengecasan semula yang dijamin. Akhirnya, hayat bateri akan berkurangan dengan ketara.

Mari kita pertimbangkan pilihan lain. Jika anda menumpukan pada nilai voltan akhir pada bateri 1,5 V, maka anda tidak boleh mengawal masa, tetapi voltan padanya dan, selaras dengan ini, cabut sambungannya dari pengecas. Walau bagaimanapun, sebagai peraturan, tiada bateri yang sama dan apabila mengecas bateri, beberapa elemennya akan kurang dicas.

Jika anda mengambil ciri pengecasan bateri, anda boleh menemui ciri menarik: apabila mengecas semula, voltan pada terminal bateri berkurangan. Apa yang tinggal ialah menyemak fakta penurunan voltan dan memberi arahan untuk mematikan pengecas.

Mari kita lihat ini dengan lebih terperinci. Mari bahagikan proses pengecasan kepada tiga peringkat. Peringkat pertama - voltan pada bateri (AB) meningkat ke tahap 1,5 V setiap sel. Tempoh peringkat ini adalah lebih kurang 80...90% daripada jumlah masa.

Peringkat kedua - voltan pada bateri menjadi lebih daripada 1,5 V setiap elemen. Pada peringkat ini, proses yang paling misteri berlaku - sesetengah bateri dicas, dan sesetengahnya mengalami cas berlebihan sedikit. Hampir mustahil untuk meramalkan berapa voltan pada bateri pada masa ini. Semuanya bergantung pada identiti parameter bateri. Adalah diperhatikan bahawa semakin banyak parameter berbeza, semakin tinggi voltan meningkat. Pada akhir proses ini, bateri dalam bateri akan dicas hampir sama. Tempoh peringkat ini adalah lebih kurang 10...20% daripada jumlah masa.

Peringkat ketiga - voltan pada bateri berkurangan dan menjadi kurang daripada 1,5 V setiap elemen. Pengecasan selesai.

Tetapi apa yang perlu dilakukan jika voltan pada peringkat ketiga tidak menjadi kurang daripada 1,5 V setiap elemen. Keadaan ini sangat jarang berlaku semasa mengecas Ni-Cd, tetapi adalah tipikal untuk bateri Ni-MH. Terdapat jalan keluar yang sangat mudah. Biasanya, peringkat kedua untuk semua bateri moden bertahan tidak lebih daripada dua jam (lebih tepat 1...2 jam). Oleh itu, cukup menggunakan pemasa yang mematikan pengecas dua jam selepas permulaan peringkat kedua.

Mari kita pertimbangkan untuk mengecas bateri dari stesen radio Motorola GP1200, yang terdiri daripada enam bateri dengan kapasiti 1300 mAh. Voltan terkadarnya, seperti kebanyakan bateri untuk stesen radio dari syarikat ini, ialah 7,5 V. Anda juga harus mengambil kira kehadiran diod pelindung yang dibina ke dalam bateri, termasuk dalam litar pengecasan. Biasanya, penurunan voltan merentasi diod ini adalah kira-kira 0,28 V. Mari kita hitung parameter pengecas untuk mengecas bateri ini.

Arus pengecasan berkadar I10=0/10=130 mA. Voltan tindak balas pembanding ialah 6-1,5 = 9 V. Kami menambah kepada nilai ini penurunan voltan merentasi diod pelindung: 9 + 0,28 = 9,28 V.

Faktor pembetulan untuk bateri Motorola adalah lebih kurang 1,2. Masa pengecasan bateri maksimum ialah t=1,20/I10=1,2-1300/130=12 jam.

Litar ingatan ditunjukkan dalam rajah. satu.

(klik untuk memperbesar)

Peranti ini terdiri daripada tiga komponen utama: A1 - penerus dengan penggandaan voltan dan penstabil arus pengecasan; A2 - pembanding yang mengawal pencetus tetapan semasa dan pemasa pengecasan; A3 ialah pencetus yang menentukan arus pengecasan bateri.

Kelebihan utama memori automatik yang dicadangkan:

• mudah berulang;
• dipasang dari unsur yang boleh diakses dan murah (kos litar mikro TL082 ialah 12 rubel);
• menyediakan pengecasan yang hampir sempurna, menjamin hayat bateri yang panjang;
• mempunyai mod pampasan pelepasan diri AB;
• dilengkapi dengan perlindungan penuh, tidak boleh mengecas semula bateri yang telah dicas sepenuhnya;
• selepas beberapa kitaran pengecasan, parameter bateri dalam bateri menjadi dekat antara satu sama lain;
• jika bateri yang tidak dinyahcas sepenuhnya dipasang untuk mengecas, pengecas akan secara automatik menentukan jumlah bateri yang perlu dicas semula (Saya tidak mengesyorkan menggunakan pilihan ini dengan kerap, kerana "kesan memori" mula muncul dan, akibatnya , kapasiti bateri akan berkurangan);
• Mudah digunakan, hanya hidupkan pengecas dan sekali-sekala tukar bateri yang sedang dicas.

Jika bateri (GB1) disambungkan kepada pengecas, voltan stabil 1 V muncul pada output penstabil DA5. Akibatnya, LED HL3 dihidupkan, menunjukkan bahawa bateri disambungkan ke peranti. Pencetus tetapan semasa, dipasang pada transistor VT2-VT4, dibekalkan dengan voltan yang sama. Disebabkan kehadiran kapasitor C6, voltan pada dasar transistor VT3 meningkat lebih perlahan daripada pada dasar transistor VT4. Transistor VT4 terbuka, perintang R14 disambungkan kepada penstabil arus DA1 dan menentukan arus pengecasan pada peringkat pertama. Akibatnya, LED HL2 dihidupkan, menandakan permulaan pengecasan.

Apabila voltan pada bateri mencapai 9,28 V, komparator DA2.1 akan beroperasi, yang akan membawa kepada pembukaan transistor VT2. Akibatnya, voltan di pangkal transistor VT4 akan berkurangan secara mendadak dan pencetus akan beralih ke keadaan stabil yang lain: transistor VT4 ditutup, dan transistor VT2 dan VT3 terbuka. Ini membawa kepada fakta bahawa arus pengecasan kini ditentukan oleh rintangan perintang R10 dan R11 yang disambung secara selari. Adalah mudah untuk mengira bahawa arus tetap sama. Sememangnya, akibatnya, LED HL2 akan padam dan HL1 akan menyala, menandakan peringkat kedua. Peringkat kedua akan berakhir dengan penurunan voltan pada bateri, akibatnya komparator DA2.1 akan bertukar semula, LED HL1 akan padam dan transistor VT2 akan ditutup. Sekarang arus pengecasan hanya ditentukan oleh rintangan perintang R11. Pengecasan selesai.

Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, hasil daripada kitaran pengecasan yang berulang dan hampir ideal, parameter bateri dalam bateri disamakan dan voltan pada penghujung peringkat kedua cenderung kepada 1,5 V setiap sel, kadangkala tidak melebihi nilai ini. Dalam kes ini, pembanding kemungkinan besar tidak akan berfungsi. Di sinilah pemasa pengecasan, yang dipasang pada op-amp DA2.2, dimainkan. Kapasitor C5 menetapkan masa (kira-kira dua jam) selepas itu pemasa akan bertukar. Selepas masa ini, transistor VT2 akan ditutup dan, seperti yang dinyatakan di atas, arus pengecasan, secara numerik sama dengan kira-kira 1/30 daripada kapasiti bateri, akan ditentukan oleh rintangan perintang R11. Arus kecil sedemikian hanya mengimbangi pelepasan sendiri bateri. Secara teorinya, bateri boleh kekal dalam mod ini selama-lamanya.

Perintang pemangkas R3 menetapkan ambang operasi pembanding DA2.1. Malah, komparator dikuasakan oleh voltan bipolar asimetri; ambang operasinya ialah peralihan voltan pada input penyongsangan melalui sifar. Komparator direka bentuk supaya ambang bawah adalah lebih kurang 60 mV kurang daripada ambang atas [2]. Ini dilakukan untuk menghapuskan "melantun" apabila transistor VT2 bertukar.

Pengecas dikuasakan oleh pengubah, voltan berselang-seli pada penggulungan sekunder ialah 12 V. Penerus dengan penggandaan voltan dipasang pada diod VD1, VD2 dan kapasitor C1, C2 - pada outputnya voltan adalah kira-kira 30 V, yang cukup untuk mengecas bateri sepuluh bateri.

Jika perlu mengecas bateri dengan kapasiti yang berbeza dan (atau) dengan voltan yang berbeza, parameter pengecas boleh dikira semula dengan mudah. Untuk melakukan ini, anda memerlukan tiga parameter: kapasiti, bilangan bateri dalam bateri dan kehadiran (atau ketiadaan) diod pelindung.

Mengetahui kapasiti, arus pengecasan berkadar dikira. Berdasarkan bilangan bateri dan kehadiran (atau ketiadaan) diod pelindung, voltan pensuisan pembanding dikira. Mungkin perlu untuk memilih perintang R2 supaya perintang penalaan R3 boleh digunakan untuk melaraskan ambang tindak balas. Dan tetap untuk mengira rintangan perintang R10, R11, R14: R14=5/I10; R11=4R14; R10=R11/3. Walau bagaimanapun, nilai yang diperolehi tidak sepenuhnya standard, jadi ingatan menggunakan komposit, perintang yang disambungkan selari: R14 - empat perintang yang disambungkan selari R11; R10 - tiga perintang bersambung selari R11. Saya mengesyorkan menggunakan perintang komposit. Jika tidak, jika terdapat sebaran nilai yang lebih besar, pembanding mungkin tidak bertukar.

Peranti dipasang pada tiga papan litar bercetak (setiap nod pada papan berasingan), lukisan yang ditunjukkan dalam Rajah. 2.

Penstabil DA1 hendaklah diletakkan pada sink haba bersirip atau pin dengan keluasan sekurang-kurangnya 20 cm2. Peranti mesti hanya menggunakan kapasitor dengan kapasiti yang ditunjukkan pada rajah. Rintangan kebocoran kapasitor C5 ialah sekurang-kurangnya 2 MOhm.

Sebelum pemasangan, pelompat S1 hendaklah ditanggalkan. Kemudian voltan daripada pengubah rangkaian dibekalkan kepada penyambung X1. Daripada AB, setara dengannya disambungkan. Rintangan setara bateri dikira menggunakan formula Reeq=Ucp/I10, di mana Ucp ialah voltan pensuisan pembanding (9,28 V). Dalam kes kami, setara dengan bateri dari radio Motorola GP1200 ialah perintang dengan rintangan kira-kira 75 Ohm dan kuasa sekurang-kurangnya 2 W. Selepas memasang yang setara, LED HL3 harus dihidupkan. Seterusnya, voltan pensuisan pembanding (3 V) dibekalkan kepada kapasitor C9,28 daripada bekalan kuasa terkawal luaran, memerhatikan kekutuban: terminal negatif disambungkan ke terminal kiri kapasitor C3 mengikut rajah, dan terminal positif disambungkan ke betul. Perintang pemangkas R3 menetapkan ambang untuk menghidupkan LED HL1. Kemudian anda harus menyemak bahawa apabila voltan daripada bekalan kuasa terkawal luaran secara beransur-ansur berkurangan daripada 9,28 kepada 9,2 V, LED HL1 dijamin padam.

Seterusnya, kefungsian keseluruhan memori diperiksa. Untuk melakukan ini, anda perlu mengurangkan sedikit voltan daripada bekalan kuasa luaran sekurang-kurangnya 1 V. Akibatnya, LED HL1 akan padam, sudah tentu, jika ia dinyalakan. Kemudian kita matikan AB yang setara. LED HL3 sepatutnya padam. Kami menyambung semula yang setara. LED HL2 dan HL3 menyala. LED HL3 menandakan kehadiran bateri dalam peranti, dan LED HL2 menunjukkan permulaan pengecasan. Seterusnya, voltan bekalan kuasa luaran ditingkatkan secara beransur-ansur. Pada voltan 9,28 V, LED HL2 harus dimatikan dan LED HL1 harus dihidupkan, menandakan permulaan peringkat kedua.

Dan akhirnya, ia kekal untuk memeriksa pemasa pengecasan. Untuk melakukan ini, voltmeter disambungkan antara pangkalan dan pemancar transistor VT2. Ia sepatutnya menunjukkan voltan kira-kira 0,7 V. LED HL1 dihidupkan pada masa ini. Selepas 2 jam ±20 minit, bacaan voltmeter akan berkurangan. LED HL1 akan kekal menyala. Tetapi apabila mengecas bateri, sebaik sahaja voltan pemancar asas transistor VT2 berkurangan, LED HL1 padam. Persediaan selesai. Putuskan sambungan bekalan kuasa terkawal luaran, bersamaan dengan bateri, dan pulihkan pelompat S1. Peranti sedia untuk digunakan.

Kesusasteraan

1. Buku Panduan Sumber Semasa Termeterai. - S.-Pb.: Himizdat, 2000.
2. Horowitz P., Hill W. Seni litar. - M.: Mir, 1983.

Pengarang: Yu.Osipenko, Ufa

Lihat artikel lain bahagian Pengecas, bateri, sel galvanik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib Ikan akuarium untuk angkasawan 13.08.2012 Kapal angkasa pengangkutan HTV agensi angkasa Jepun JAXA menghantar akuarium dengan ikan ke Stesen Angkasa Antarabangsa. Ikan yang dipanggil Orysias (Oryzias latipes), akan hidup dalam modul eksperimen Jepun Kibo dan tidak bertujuan untuk dikagumi, tetapi untuk eksperimen saintifik yang serius. Pertama sekali, para penyelidik akan mengkaji bagaimana tanpa berat mempengaruhi kehidupan marin. Di samping itu, ikan air tawar kecil adalah organisma model yang sangat baik untuk mengkaji kesan radiasi, degradasi tulang, atrofi otot, dan biologi evolusi. Kajian ini akan berlangsung selama 90 hari dan menyediakan data yang berguna untuk memahami fungsi organisma hidup, termasuk manusia, di orbit dan di Bumi. Orizias adalah spesimen yang ideal untuk banyak sebab. Pertama sekali, mereka adalah lut sinar, yang bermaksud bahawa anda boleh dengan mudah memantau keadaan tulang mereka dan kerja organ dalaman. Di samping itu, mereka membiak dengan cepat dalam mikrograviti, yang membolehkan kajian beberapa generasi haiwan. Juga, saintis boleh bereksperimen dengan pelbagai pengubahsuaian genetik Orizia. Khususnya, saintis telah melaksanakan beberapa perubahan dalam genom yang membolehkan pemantauan yang lebih baik terhadap kesan sinaran kosmik. Akuarium ikan "angkasa" sememangnya sangat berteknologi tinggi. Ia terdiri daripada dua "bilik" berukuran 15x7x7 cm setiap satu dan dengan kira-kira 700 ml air. Automasi khas mengawal bekalan oksigen, LED mensimulasikan kitaran siang / malam, dan kamera video secara berterusan menangkap dan menghantar imej ke Bumi. Automasi juga menguruskan peredaran air, membuang sisa dan membolehkan anda tidak menukar air dalam akuarium selama 90 hari. Oleh itu, 3 generasi orizia boleh dibiakkan dalam akuarium.

Berita menarik lain:

▪ Codec audio berbilang saluran ADAV400

▪ Penderia imej CMOS format besar Sony IMX661

▪ Kasut dengan GPS akan memberitahu anda laluan

▪ Leviator akustik mengelakkan halangan

▪ Kapasitor dan tenaga keju yang boleh dimakan

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Bengkel rumah. Pemilihan artikel

▪ Artikel Yukteswar. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ artikel Apakah Ekspresionisme? Jawapan terperinci

▪ artikel Konsep am proses pengeluaran

▪ artikel Penggera kelembapan tinggi. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Transistor ICM7555ISA - IRF4905S. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024