Propõe-se fazer um carregador para a bateria, com estabilização de corrente, ajustável para corrente e tensão na carga. A gama de aplicações é extensa. Uma das opções para seu uso é considerada em um exemplo específico.
Na fabricação e instalação da unidade de auto-rádio em casa configuração "Usando o rádio do carro na versão doméstica"Um pequeno problema foi descoberto. Está no fato de que, na fabricação do rádio, a memória não volátil ainda não era generalizada. E a pesquisa automática de estações já foi usada. Portanto, para salvar as configurações na memória do receptor, era necessária energia adicional para as células de memória quando o receptor era desligado. Em carroIsso foi resolvido conectando constantemente a unidade de memória à bateria da rede de bordo. Ao instalar um rádio de carro no apartamento, tive que procurar uma saída.
Não é possível usar baterias de três volts para alimentar as células de memória, semelhante à economia de memória em um computador. Para alimentar a unidade de memória no rádio do carro (de acordo com as instruções), são necessários 3,1 ... 3,5 volts.
Ao instalar a bateria, há um problema. Temos que monitorar o estado da carga da bateria e removê-la periodicamente para recarregar, o que é inconveniente e pouco prático. Portanto, na minha opinião, é mais fácil instalar permanentemente uma bateria na unidade fabricada do auto-rádio, fazer um carregador e instalá-lo no mesmo local.
Como resultado, a tarefa foi a seguinte. É necessário fazer um carregador para a bateria, com regulação e estabilização da corrente, com uma limitação da tensão máxima na bateria de 3,6 volts. A bateria deve ser carregada automaticamente e somente quando o receptor está ligado, e sua memória deve ser mantida constantemente. Para excluir uma descarga ou sobrecarga completa, os modos de carregamento devem ser adaptados ao grau de descarga da bateria, ou seja, O carregador deve ser adaptável (na medida do possível).
Circuito do carregador.
O circuito do carregador é caracterizado pela máxima simplicidade e acessibilidade dos componentes, basicamente contém dois transistores e um diodo zener ajustável. O transistor de controle de baixa potência VT1 desempenha a função de regular e estabilizar a corrente. O transistor VT2 é energia, a corrente principal de carga da bateria flui através dele. Além disso, o carregador contém um regulador de tensão de saída no diodo zener VD1.
Regulador de tensão de saída
A base do regulador de tensão determina o diodo Zener controlado VD1 - TL431. A regulação de tensão no TL431 é realizada usando um divisor de tensão R4, R5. Ao selecionar os valores desses resistores, atingimos a faixa de ajuste necessária. Então, alterando a resistência do resistor de sintonização R4, antes de instalar a bateria no carregador, configuramos a tensão máxima de carga (3,6V) nos contatos de saída X1 e X2.
Quando a bateria descarregada é conectada ao carregador, a tensão nos contatos de saída diminui e a bateria começa a consumir, a corrente é ajustada no resistor R2 e limitada pelo resistor R3. Quando a tensão da bateria se aproxima da tensão de saída definida pelo regulador, a corrente de carga diminui e quando a tensão da bateria atinge 3,6V, a corrente de carga será praticamente zero.
Isso acontece pelo seguinte motivo. O diodo zener controlado TL431 é fechado até que seu eletrodo de controle tenha uma tensão abaixo de 2,5V e não afeta a operação do carregador. Ao carregar a bateria e aproximar-se da tensão nela, com a tensão de saída previamente definida pelo regulador, o potencial no eletrodo de controle atinge 2,5V e o diodo zener TL431 começa a abrir. Nesse sentido, o transistor de potência VT2 começa a fechar e a corrente de carga que flui através dele diminui gradualmente para quase zero.
Assim, limitamos a tensão máxima da bateria a uma predeterminada e excluímos sua recarga, transferindo o carregamento para o modo de gotejamento (0,005C), que suporta apenas a memória e compensa a auto-descarga da bateria.
Estabilizador de corrente
O estabilizador de corrente mantém uma corrente de saída estável para carregar a bateria e elimina a influência do regulador de tensão.
A operação do estabilizador de corrente é controlada pelo transistor VT1. O limite de corrente limita o resistor R3. É um resistor de baixa resistência de 0,1 a 20 ohms (dependendo da potência necessária do carregador) e, ao mesmo tempo, é um sensor de corrente. Quando a carga está conectada, uma certa queda de tensão é formada nesse resistor, proporcional à corrente que passa. Essa queda de tensão é suficiente para a operação do transistor de controle VT1.
Com um aumento na corrente, por algum motivo e um aumento correspondente na queda de tensão em R3, o transistor VT1 abre mais. Nesse sentido, o transistor de potência VT2 começa a fechar e a corrente que passa através dele para a bateria diminui.
Quando a corrente diminui através da carga, o oposto é verdadeiro.
Assim, o transistor VT1 controla automaticamente o transistor de potência, ajustando a corrente que flui através dele e a carga, para que o processo de estabilização de corrente seja realizado.
Na primeira etapa, a carga é realizada por uma corrente estável (selecionada manualmente). Quando a tensão definida na bateria é atingida (selecionada manualmente), a carga continua mantendo uma tensão estável e diminuindo o valor da corrente de carga.
Alterando a resistência do resistor R2, é possível definir manualmente a corrente de carga da bateria necessária.
O resistor R1 define a tensão de polarização para o transistor de potência VT2 e também determina a corrente de operação do diodo zener VD1. Selecionando R1, a corrente do diodo zener é ajustada dentro de 5 ... 10 mA.
Os LEDs no dispositivo são usados para sinalizar visualmente o processo de carregamento. O brilho do LED1 indica a operação do estabilizador de corrente e o LED2 a operação do regulador de tensão.
Como os transistores NPN de controle (de potência), é possível usar transistores domésticos e importados de baixa potência (média potência), com as correspondentes características de corrente e tensão. O transistor de potência VT2 aquece sob cargas pesadas e precisa ser instalado em um radiador. O diodo VD2 protege a bateria da descarga quando o receptor e o carregador são desligados. Os fios da bateria estão conectados à unidade de memória do receptor.
Fabricação de carregador
1. Seleção de bateria
Para alimentar a unidade de memória no rádio do carro, usamos três baterias NiMH conectadas em série com uma tensão nominal total de 3,6 volts (1,2 x 3) e uma capacidade superior a 2,0 Ah. A descarga de cada elemento da bateria é permitida até 0,9 volts e a bateria inteira até (0,9 x 3) 2,7 volts. É possível carregar uma bateria cheia até (1,8 x 3) 5,4 volts. Assim, configurando o regulador de tensão do carregador em 3,6 volts, garantimos a exclusão da recarga da bateria, mesmo sem desconectá-la do dispositivo.
Há também alguma proteção em relação à descarga total de baterias. Com uma tensão de alimentação de 3,0 volts, as configurações de busca automática no receptor são perdidas, o que é perceptível na próxima vez em que você o liga. A carga mínima na bateria ainda permanece. Nesse caso, a operação do dispositivo precisa ser ajustada. Para fazer isso, você só precisa aumentar levemente a corrente de carregamento.
2. Montagem e verificação do funcionamento do circuito
Selecionamos os detalhes de acordo com o diagrama acima. Montagem do circuito do carregador em uma placa de circuito universal. Verificamos o funcionamento do circuito, definindo o elemento da bateria como a carga. Escolhendo os valores dos resistores R4, R5, conseguimos a capacidade de ajustar a tensão de saída em toda a faixa. Depois de instalar toda a bateria, verificamos a possibilidade e os valores ao ajustar a corrente de carregamento. Com uma classificação de R3 de acordo com o diagrama acima, a corrente é regulada de 0 a 350 mA com uma tensão de saída de 3,2 a 9-11 volts.
Cortamos a placa universal e preparamos uma placa de trabalho para montagem.
3. Realizamos a instalação do circuito na placa de trabalho.
Se houver espaço livre e para melhorar o regime de temperatura das peças, é possível distinguir do circuito um bloco de peças com uma grande emissão de calor. Nesse caso, é um transistor de potência no radiador e no resistor R3 (composto de duas fontes de energia menores conectadas em paralelo). Essas peças são montadas em uma placa opcional separada instalada longe da placa mestre. As demais peças são montadas na placa principal.
4. Montagem final.
Montamos todo o circuito na versão de trabalho e verificamos o funcionamento do carregador montado.
Instalamos o circuito de trabalho na unidade de rádio fabricada anteriormente na versão doméstica. Como a unidade do rádio do carro é estacionária e sua remoção é uma tarefa trabalhosa, a placa de acionamento do dispositivo está localizada no estojo da unidade, perto da janela sob o relógio da cozinha. Ao remover o relógio da janela, que leva 3 segundos, o acesso aos indicadores de operação e o ajuste de corrente e tensão são livres.
