Uma opção é proposta para a fabricação de um carregador de bateria para eletrodomésticos, com o ajuste da corrente e da tensão de carregamento, com estabilização da corrente na carga.
Com a vida periódica em uma casa de verão, às vezes é necessário recarregar várias fontes de energia para um relógio, receptor e lanterna. Além disso, as baterias de íon de lítio de telefones celulares mais antigos, usadas em aparelhos fabricados anteriormente, requerem cobrança. caseiro. Considerando que as baterias usadas têm diferentes formas, dimensões e dimensões de montagem, bem como diferentes modos de carga, é necessário fabricar, em certa medida, um carregador universal (carregador). Como este carregador será usado apenas periodicamente, não faz sentido fabricar ou adquirir memória especializada para cada tipo de bateria.
Nesse sentido, para carregar várias baterias de baixa potência, produziremos um único carregador simplificado, mas confiável. Ao carregar as baterias sob controle visual periódico no final da carga, com a capacidade de definir modos (corrente estável e tensão máxima de carga), esse carregador garantirá uma operação de alta qualidade.
O processo de fabricação do carregador para a tarefa é discutido abaixo.
1. Instalação dos dados de origem.
Para o bom funcionamento das baterias de hidreto de níquel-metal, recomenda-se manter a tensão operacional nas células dentro de 1,2 ... 1,4 volts, a redução máxima para 0,9 volts é permitida. Recomenda-se o carregamento rápido de células de bateria NiMH a uma voltagem de 0,8 ... 1,8 volts, com uma corrente de carga na faixa de 0,3 ... 0,5C.
A tensão de operação para uma bateria de íons de lítio é de 3,0 ... 3,7 volts. A bateria deve ser carregada com uma tensão máxima de 4,2 volts, com uma corrente de carga na faixa de 0,1 ... 0,5 C (até 450 mA com uma capacidade da bateria de 900 mAh).
De acordo com as recomendações, estabelecemos as seguintes características da memória fabricada:
A tensão de saída é de 1,3 ... 1,8 volts (para uma bateria NiMH).
A tensão de saída é de 3,5 ... 4,2 volts (para uma bateria de íon de lítio).
Corrente de saída (ajustável) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
A tensão de entrada é de 9 ... 12 volts.
A corrente de entrada é de 400 mA (1000 mA).
2. Fonte atual.
Como fonte atual de memória, usamos um adaptador móvel de 220/9 volts, 400 mA. Você pode usar um adaptador mais poderoso (por exemplo, 220 / 1,6 ... 12 volts, 1000 mA). Nesse caso, não são necessárias alterações no design da memória.
3. Circuito do carregador.
O circuito de memória é fácil de fabricar e comissionar, não possui peças escassas e caras. O dispositivo permite carregar várias baterias com uma corrente estável e pré-instalada. Além disso, antes de iniciar o carregamento, você pode definir o limite de tensão, acima do qual ele não aumentará nos terminais da bateria, durante todo o processo de carregamento.
Vamos fazer a memória de acordo com o esquema.
4. Descrição da operação do circuito de memória.
A unidade de controle da corrente de saída é construída em um transistor composto VT1. O valor máximo da corrente de carga de saída é limitado pelo resistor de baixa resistência R7 (com as classificações das peças indicadas no diagrama e a unidade de fonte de alimentação correspondente, a corrente de carga máxima da bateria de íon de lítio atinge 1,2 A). Na ausência de um resistor, a resistência e potência necessárias, ele pode ser montado a partir de vários resistores baratos e comuns. Por exemplo, no projeto acima, o resistor de três watts R7 com uma resistência de 3,4 Ohms é montado a partir de dois grupos conectados em série, três resistores paralelos MLT-1 com uma resistência de 5,1 Ohms.
No transistor VT2 e nos resistores R5, R6, um estabilizador e um regulador de corrente de carga são implementados. O resistor variável R6 é conectado em paralelo ao resistor limite R7 e é um sensor de corrente. A corrente através do resistor R6 é proporcional à corrente através do resistor R7, mas devido à razão de resistências é muito menor, o que permite controlar a corrente de saída usando um resistor alternado e um transistor de baixa potência.
Sob carga, uma queda de tensão aparece no sensor de corrente proporcional à corrente que passa. Quando a corrente de carga muda, por várias razões, a tensão cai através de R6 e, consequentemente, a tensão de controle baseada no transistor VT2 muda proporcionalmente.
Com o aumento da tensão com base no VT2, a corrente K-E do transistor VT2 aumenta, reduzindo a tensão com base no VT1. Nesse caso, o transistor de potência VT1 começa a fechar, reduzindo a corrente de carga da bateria. Por outro lado, com uma diminuição na tensão baseada no VT2, a corrente de carregamento aumenta. Assim, é realizada a correção automática da corrente na carga - estabilização da corrente de carga.
Alterando a resistência do resistor R6, podemos definir a corrente de carga da bateria necessária. Após o ajuste, ocorrem processos semelhantes de estabilização da corrente recém-ajustada.
O nó para definir a tensão limite é feito em um regulador de tensão ajustável DA1 (TL431). Selecionando a resistência dos resistores R3 e R4, selecionamos a faixa ideal de controle de tensão. Usando um resistor variável R4, definimos o limite de tensão de saída (antes de conectar a bateria ao carregador).
Quando você conecta uma bateria descarregada ao carregador, a tensão de saída diminui. A corrente definida pelo resistor R6 começa a fluir através da bateria. À medida que a carga e aumenta a tensão na bateria, o potencial no eletrodo de controle do diodo zener DA1 se aproxima de 2,5 volts, o diodo zener TL431 começa a se abrir. Ao mesmo tempo, a tensão baseada em VT1 diminui gradualmente, o transistor de potência se fecha e a corrente de carga que flui através dele diminui gradualmente para quase zero.
Um amperímetro (multímetro) está incluído no conector X2 para configurar e monitorar a corrente de carga; ao carregar elementos do mesmo tipo, um jumper é instalado.
O conector X3 é usado para instalar uma bateria de íon de lítio a partir de um telefone celular. É possível instalar baterias cilíndricas de vários comprimentos com uma tensão de 1,2 ... 1,4 volts no conector X4. Os diodos VD1 e VD2 estão incluídos no circuito do conector X4 para diminuir a tensão da bateria para 1,3 ... 1,8 volts e para evitar a descarga da bateria quando o carregador é desligado. Usando sondas remotas com um clipe, você pode conectar uma bateria não padrão com uma tensão operacional de até 6 ... 9 volts para carregar.
5. Fazendo a carcaça do carregador
Para a carcaça da memória, usamos uma cobertura plástica de um relé antigo, medindo 90 x 60 x 65 mm. Reforçamos o gabinete com um painel PCB para a instalação de conectores. Perfuramos os orifícios de montagem necessários.
6. Concluímos o caso com conectores e fabricamos elementos fora do padrão.
7. Montamos o estojo com elementos articulados. No painel traseiro, existem conectores - controle X2 (parte inferior) e entrada X1 para conectar ao adaptador de energia do carregador. Na parte superior do gabinete, há um painel para instalação de uma bateria de íon de lítio.
8. O alojamento é fixo na parte frontal da memória e contatos para instalação de baterias cilíndricas.
9. Concluímos a memória com peças de acordo com o diagrama acima.
Adiamos peças com muito calor. Nesse caso, é um transistor de potência VT1 em um radiador e um resistor montado R7, composto por seis resistores de menor potência. Para melhorar o regime de temperatura, coletamos essas peças em uma placa separada. As peças restantes são instaladas e soldadas na segunda placa.
As dimensões das placas são determinadas pelas dimensões internas da caixa e sua localização no volume da caixa. Tendo decidido a localização das placas, perfuramos orifícios para resistência variável e orifícios de ventilação para dissipação de calor.
10. Montagem da memória
De acordo com o esquema de memória, coletamos as placas de potência e controle juntas, verificamos a operação do circuito.
Instalamos e consertamos todos os acessórios na caixa. Para excluir um possível contato elétrico, isolamos a placa de controle do ambiente com uma tampa de plástico.
Montamos o design da memória como um todo e verificamos o funcionamento do dispositivo.
11. O trabalho do carregador.
Antes de conectar a bateria de íon de lítio ao carregador, usando o resistor variável R4 (regulação de tensão), definimos o limite de carga nos terminais de saída desta bateria.
Nós conectamos a bateria, a tensão de saída diminui para a tensão residual na bateria. Ajustando a resistência do resistor R6 (ajuste de corrente), configuramos a corrente de carga necessária.
Ao instalar uma célula da bateria cilíndrica, o processo de seleção dos modos é semelhante.
Quando o carregador é ligado, antes de instalar a bateria, o estabilizador de tensão DA1 abre (a tensão no eletrodo de controle do diodo zener é superior a 2,5 volts) e o LED2 (indicador vermelho à esquerda) acende.
Nós conectamos a bateria, a tensão de saída diminui. O carregamento começa com a corrente estável definida. LED2 apaga. Dependendo da corrente definida, é possível iluminar o LED3 (indicador vermelho à direita).
Quando a tensão definida é atingida, a carga continua nessa tensão, mas com uma corrente de carga decrescente. O brilho do LED3 aumenta, o LED2 acende. O brilho máximo dos LEDs LED2 e LED3 indica a corrente de carregamento mínima inerente ao final do carregamento da bateria.
