Главная » Статьи » Зарядные устройства

Зарядное устройство для Ni - MH аккумулятора
После покупки многофункционального цифрового устройство (МЦУ) фирмы Transcend модели T.sonic 520, которое имеет функции УКВ приемника, МРЗ проигрывателя и диктофона, а питается от одного гальванического элемента типоразмера AAA, возник вполне естественный вопрос о приобретении аккумулятора (АК) достаточной емкости. Для этой цели был приобретен Ni-MH АК (рис.1 J марки HR-4U 1,2V фирмы Sanyo емкостью 900 мАч.


Но и это приобретение, естественно, привело к необходимости изготовления для него зарядного устройства (ЗУ). Публикаций на тему зарядных устройств для заряда одного аккумулятора (АК) в литературе было не так уж много, но анализ схемотехники, а также испытания нескольких как простых [1], так и достаточно сложных, хотя и изящных схем не принесли удовлетворения от их повторяемости. Имелся и второй, причем, весьма занятный момент, а именно специфическое поведение АК Sanyo, которые по не, совсем понятным мне причинам при токе заряда 200 мА могли достаточно сильно нагреваться, а затем после некоторого внутреннего потрескивания (примерно так потрескивает молекулярный самовосстанавливающийся предохранитель при разрыве цепи) разрывать цепь заряда! После остывания АК цепь восстанавливалась. Поскольку, что там внутри и почему потрескивает, было неясно (в связи с отсутствием данных о конструкции), из этого факта был сделан логический вывод, что АК этой марки не очень-то любят форсированный заряд. Правильность такого вывода полностью подтвердилось в последствии в процессе эксплуатации. Исходя из вышесказанного, при разработке ЗУ для одного АК были поставлены следующие задачи:

1.         Сделать максимально простое по схемотехнике ЗУ для одного АК.
2.         Радиокомпоненты ЗУ не должны требовать прецизионного отбора или применения пусть и «правильных» или «сверхновых», но все же «экзотических», а значит, и интересных только информативно радиокомпонентов.
3.         Возможность разряда АК при отключении источника зарядного тока (например, из-за внезапного отключения питающей сети 220 В/50 Гц) должна быть минимизирована.
4.         Возможность перезаряда АК должна быть сведена к минимуму при любом сроке пребывания АК в ЗУ.
Схема ЗУ, которое полностью соответствует поставленным задачам, показана на рис.2.


Она состоит из мостового выпрямителя на диодах VD1-VD4 и сглаживающего фильтра на конденсаторе С1. Как можно заметить, основой ЗУ служит компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) с выходным напряжением 3 В. В качестве опорного напряжения для КСН использовано падение напряжения на светодиодах, которое образуется при прохождении через них тока в прямом направлении. Применение светодиодов помимо получения опорного напряжения, позволило использовать их и в каче­стве светового индикатора включения устройства, а также в определенной мере скомпенсировать температурный коэффициент изменения выходного напряжения ЗУ. Кроме подбора значения резистора R1 для установки тока через светодиоды под конкретное напряжение первичного источника питания в схеме ЗУ не требуется проводить каких-либо регулировок. Необходимые значения выходных параметров устанавливаются автоматически (поскольку они определяются физическими свойствами материала полупроводника, из которого изготовлен радиокомпонент) с точностью, вполне достаточной для простых ЗУ, и не требуют никакого отбора элементов, как, например, в [3]. Напряжение 1,6 В, которое прикладывается к АК, получается «вычитанием» из значения выходного напряжения стабилизатора значений падения напряжения на двух кремниевых диодах, выполняющих функцию как электронных «гасящих» резисторов, так и ключей «обратного» тока в случае выключения напря­жения питания при присоединенном к ЗУ АК. Поскольку значения ЭДС на полностью заряженном АК, которые встречались мне в схемах ЗУ, опубликованных в литературе для одного Ni-Cd АК [2-3], находились в интервале 1,4... 1,55 В, то для данного ЗУ (хо­тя этот аккумулятор и другого типа - Ni-MH) было эмпирически принято достаточным напряжение 1,6 В, которое получалось с помощью простых схемотехнических решений и измерительных приборов, что и требовалось для исключения перезаряда АК. По характеру изменения значения тока, который протекает в процессе заряда через АК, устройство можно отнести к ЗУ с током заряда, изменяющимся по закону «ампер-часов» Вубриджа. Прикладной смысл закона заключается в том, что при стабильном по значению постоянном напряжении, которое подводится к разряженному АК, ток в цели максимален. В дальнейшем, по мере его заряда, изменение значения тока во времени происходит по экспоненте в соответствии с электрохимическими процессами, происходящими внутри АК как физического элемента. К тому же, предлагаемое схемотехническое решение достаточно универсально и позволяет выполнить ЗУ и для двух (и более) АК. Для этого необходимо конструктивно установить нужное количество кассет для установки АК и дополнительные диоды, которые подключаются к точке А (рис.2), а также принять меры по достаточному охлаждению силового транзистора VT1 ЗУ и обеспечению достаточной мощности первичного источника питания. Устройство может питаться от нестабилизированного источника переменного или постоянного напряжения 5...10 В. Как показала практика использования ЗУ, такое решение оказалось вполне приемлемо и для заряда «капризных» Ni-MH АК Sanyo.

Конструкция

В качестве радиатора для силового транзистора VT1 использован радиатор от старой аппаратуры, который рассчитан под установку транзистора П214. В ребристой части радиатора отфрезеровано отверстие диаметром 31 мм, которое предназначено для установки упомянутого транзистора. Его вполне достаточно для размещения печатной платы, диаметр которой равен 30 мм. Чертежи соединений и расположения деталей показаны на рис.3,а, и рис.3,б. Печатная плата установлена на двух втулках, навитых на оправке 3 мм из медного провода диаметром 1 мм (рис.4).



Крепление платы с втулками в сборе к радиатору осуществляется с помощью закручивания винтов соответствующей длины в два имеющихся отверстия с резьбой МЗ, которые изначально служили для крепления фланца транзистора П214. Силовой тран­зистор ЗУ крепится (рис.5) к радиатору через одно из отверстий, предназначенного для выводов транзистора П214.


Кассеты XS1, XS2 и XS3, XS4 для установки АК - покупные. Их две - для установки АК типоразмера AAA и АА. Кассеты уста­новлены на дополнительную плату из фольгированного гетинакса размерами 60x46x1,2 мм и закреплены на ней по углом (кассет) скобками из медного провода 0,8 мм. Крепление к радиатору дополнительной платы с установленными кассетами и втулками в сборе осуществляется с помощью четырех винтов МЗ соответствующей длины по месту.

Электрик №1-2 2010г стр. 62

Категория: Зарядные устройства | Добавил: PREVED (30.09.2012)
Просмотров: 4353 | Комментарии: 4 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: