自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池。方案、说明

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

大量具有自备电源的设备在消费者处运行，需要后者花费在电池电源上。使用镍镉电池的利润要高得多，如果使用正确，镍镉电池可以承受多达 1000 次充放电循环。然而，除了电池供电单元（ABP）之外，还需要额外配备充电器和测试仪，以快速确定电池的适用性。

在过去的十年中，流行的无线电技术文献中出现了大量关于自动充电器的描述。业余无线电爱好者使用最少的材料和时间资源开发和制造半自动充电器。它们不符合 GOST [1] 批准的 UPS 或其单个元件（以下简称产品）维修的完整技术周期，不为它们提供完整的充电以及可靠和长期的服务。操作，特别是在充电以端子产品电压结束的情况下。如您所知，系统性充电不足会导致电极活性下降和产品容量下降。规定的GOST要求产品首先以标准放电电流放电至ABP元件电压为1V，然后以等于其容量的十分之一的电流充电一定时间。这些模式使您可以对 UPS 进行充电，而无需担心过度充电的风险、充电不足的风险以及过热或爆炸的风险。

[2] 中描述的设备在功能方面最接近所提出的设备，但与它不同的是，它是在可访问的基本基础上制造的，不需要使用频率计来调整定时电路。

作者提出了一种用于D-0,55C元件和10块电池的装置。这些元件的额定电压为 12 V，从而消除了多位置开关，减小了 ARZU 的尺寸和成本。为了与任何其他 Ni-Cd 产品配合使用，可以通过替换确定放电充电电流的多个电阻器以及安装在电压比较单元输入端的测量分压器来使用所描述的 ARZU。

ARZU 提供以下模式：

ABP 放电电压高达 10 V，元件放电电压高达 1 V；
自动从“放电”模式切换到“充电”模式；
随时间对产品收费；
充电时间结束时产品自动关机；
所有模式的指示；
根据充电水平在标准化放电电流条件下对产品进行测试。

ARZU D-0,55S型主要参数：

元素数量......10
Unom UPS......12 V
伊扎尔......50±5 mA
伊拉兹......100±20 mA
tzar......15±0,1 小时
乌拉兹......10±0,2 V
充放电循环次数，不少于.......500...1000
电源电压....... 220±15 V

根据电池的技术规格，充电温度为 20 ... 30 °C。

ARZU的示意图如图1所示。

（点击放大）

ARZU由分立元件制成的充放电电路的功率部分和微电路上的控制电路组成。电源部分(除了带有二极管电桥VD1…VD1的变压器T4和滤波电容器C1之外)还包括带有放电电阻R4、R12的晶体管开关VT15和基于晶体管VT3的电流发生器。晶体管VT1和VT2分别控制放电和充电电路的操作。电阻R12决定UPS的放电电流，如果连接该元件，当SA15开关接通时，放电电流决定电阻R2.1。使用打开键 VT2 可以对产品充电，使用关闭键 VT1 可以对产品进行放电。尽管电阻器 R8、R1 会流过小电流泄漏 (~ 19 mA)，但二极管 VD20 会在充电过程结束后阻止产品中的电荷泄漏。

来自变压器次级绕组的电压经二极管电桥整流并经滤波电容器C1平滑后，通过隔离二极管VD10馈送到参数电压调节器（电阻器R26、齐纳二极管VD14、晶体管VT7）。从后者的发射极去除电压（8,5V）来为微电路供电。两个互补对称的晶体管通过电阻器R27连接到该稳定器的输出，形成1,25V的参考电压源，这是电压比较电路工作所必需的。该电压的所需值由电位器R23设置到比较电路的输入。 ABP 放电通过晶体管 VT4（在按键模式下工作）和放电电阻器 R12 放电至 10V 电压，经过 10 个（即高达 1V）电阻器 R19、R20 对 ABP 分压后，被馈送到比较器DA1.2的反相输入。由参考源向直接输入端DA1.2提供1V的电压，在稳压器电源总线上，通过二极管“或”电路（二极管VD9和VD10），将来自两个源的电压逻辑相加：整流后的电压和整流后的电压。变压器次级绕组的平滑电压和 UPS 的电压，因此，当 UPS 充电周期内市电电压发生故障时，后者的充电停止，但直到市电电压发生故障为止的放电时间仍然存在在定时器计数器的存储器和控制触发器的存储器中，因为它们由通过 VD9 二极管充电的 UPS 供电。当电源电压出现时，充电会自动继续，无需按“开始”按钮，同时考虑到之前累积的充电时间。

充放电电路控制电路包括DA1.2比较器、对市电电压计数脉冲的触发发生器——VT5晶体管、DA1.1芯片以及正反馈电路中的电阻R17、R18和两个存储电路——一个在 DD1.1 和 DD1.2 上，第二个在 DD1.3 和 DD1.4 上。

正弦电源电压从变压器绕组提供到计数脉冲发生器的输入，并且从其输入获取具有陡峭前沿和周期为20ms的后退的归一化时间脉冲。在经济衰退时，会触发计时器来设置产品充电的时间。定时器由两个并联的二进制计数器（DD2 和 DD3 上的芯片）组成。这些微电路在 20 小时内对周期为 15 毫秒的一定数量的输入脉冲进行计数后，在三个输出 (VD11 ... VD13) 上产生单个逻辑电平。这些二极管上的重合电路被触发，并依次通过 VD6 二极管向存储电路的“复位”输入输出 log“1”。这是产品充电结束的信号。晶体管 VT6 由计数器的输出控制，其中信号出现的周期为 0,64 秒，它为“充电”LED HL3 设置一个小的背光电流。带有运行计数器的产品在充电过程中，可以看到其上有暗淡的闪烁，因此，在监控充电电流的同时，您可以直观地监控计时器的运行情况或检测其故障。

内存触发器的目的如下。 DD1.1、DD1.2上的第一个触发器（产品的放电结束触发器）从使用START按钮启动的那一刻起将存储有关产品放电的信息，在比较器的输出出现后信号日志。“1”。第二个触发器DD1.3、DD1.4（产品充电结束触发器），从用START按钮启动的那一刻起，将存储产品充电结束的信息，定时器输出信号记录后“1” 。

总体来说，ARZU的工作如下。设备中安装有电池或电池芯。如果安装了电池，则需要确保 SA2 开关处于原始位置（向下）。如果安装了某个元件，则需要打开 SA2。然后打开网络开关。控制电源电压的存在 - 根据指示器 HL1。在这种情况下，控制触发器的状态未定义，并且不排除来自其输出的电压将保持晶体管VT1闭合而晶体管VT2打开的情况。这意味着充放电晶体管VT4和VT3将同时打开。不过，这种模式在短时间内是可以接受的，不会导致事故——产品的放电电流会减少充电电流值。

打开NETWORK开关后，立即按下START按钮-设置触发器的初始状态。它们的状态将变为使得晶体管VT1和VT2将闭合，并且在触发器之一的输出10处——信号为log“1”。提交给计数器的输入 RESET，它会阻止其操作；在产品放电期间，计数器将保持重置为零。晶体管VT5将打开，并且不会产生计数脉冲。闭合的晶体管VT1和VT2将确保位键VT4打开并通过电阻R12或R15对产品进行放电。当归一化负载电流放电的产品电压等于参考电压1V时，比较电路输出处的信号log“0”将变为信号log“1”。该单个信号将改变控制触发器的输出状态，使得触发器DD1.1、DD1.2将打开晶体管VT1，并且触发器DD1.3、DD1.4将打开晶体管VT2。此时，晶体管VT3上的充电电流发生器启动，位键VT4截止。产品将开始充电。同时，在第二个触发器的输出10处，对数“1”信号将变为对数“0”信号，定时器计数器和计数脉冲整形器解除阻塞，充电时间将开始。 15 小时后，当计数器 DD3 的输出状态变为 log.“1”时，通过二极管 VD6 的第二个触发器将返回到按下 START 按钮后的原始位置：放电-充电周期已完成。电路的这种状态是稳定的，同时所有微电路和晶体管都不会切换并消耗最小的电流。通过充电 LED 的熄灭来判断放电-充电周期的结束。现在关闭电源开关并将产品从设备中取出。

设备中可能会安装电池电压低于 1 V 的高电量产品。然后，在比较电路的输出处，在将产品安装到设备中并打开NETWORK开关后，立即在用户处出现一个日志（之前发生在用户处），并且将开始对产品进行1小时的充电，这对应于正常缩短技术周期。与往常一样，充电结束时，将第二个触发器设置到其原始位置并关闭充电 LED。

安装了HL4 LED和SB2按钮来测试产品的充电状态。由于产品的这种状态不是由标准规定的，因此可以有条件地将它们分为三组。第三组产品的额定负载电流电压低于 2 V（UPS 为 10 V）、“不良”、已放电，不同之处在于 ARZU 启动后立即充电（周期缩短）。第二组产品，其电压大于1V（10V）但小于1,15V（11,5V）的产品为“良好”，它们已准备好工作，即被放电，然后才被转移到充电。这里完全维持“放电-充电”循环。第一组产品“非常好”，其电压超过1,15V（11,5V），不需要充电。测试后，可以将它们与设备断开连接。

将产品安装在 ARZU 中并打开 NETWORK 开关后，按下 START 按钮并向产品加载标准化放电电流后，按下 TEST 按钮。此后，电压比较电路直接输入处的参考电压从1变为1,15 V，HL4 CHARGE 80 ... 100% LED通过TEST的常开触点连接到比较电路的输出按钮。如果产品加载归一化电流时的电压大于参考值，则比较电路的输出将为log.“0”信号，并且HL4 LED将点亮。本产品不应放电或充电。它可以与 ARZU 断开连接。如果产品未从设备中取出，则在释放 TEST 按钮后，再次按下 START 按钮，并使产品进行放电-充电循环。

该设计使用保险丝座 DVP4-1 和易熔插件 VP1-1 0,16 A，拨动开关 SA1（网络）和 S2（上/下）- MT3，按钮 SB1（启动）- KM1-1，按钮 SB2（测试）- KM2 -1。可以使用 P2K 开关和按钮来代替指示的开关和按钮。在这种情况下，设备的设计会发生变化。为了将产品连接到结构上，使用了小型双插座 MGK1-1 和 MSH-1 插头。您可以使用单个插座，例如 GI1,2 和 ShTs1,2 插头。变压器 - 任何 3...5 W 的小型功率，次级绕组上的电压为 22...23 V，电流为 65...100 mA。您可以使用电子表“Start”中的变压器（由磁路 ShLM 10x20 制成）或计算器电源单元 BP2-3 中的变压器，将次级绕组重绕至所需电压。笔者使用变压器TS-4-1 aFO.470003TU，在次级绕组增加100匝电线PEV-2 0,23。磁路的横截面为10x15 mm2。

所有电阻器均为 MLT 型。微调电阻器 - SP3-38a。电容C1-K50-35 40V 220uF； C2-KM-6b-N90 0,1uF； C3 - K73-17v 63V 0,22 uF。 KLS、KM、KD 型无极性电容器。您可以使用 KD522A、KD522A、V、G 或 KD521A、B 代替图中所示的 KD103B 二极管。 KS191Zh 齐纳二极管可用 KS210Zh 或串联的两个 KS147V、G 齐纳二极管代替，最小稳定电流为 1 mA。晶体管 KT3102BM 带有字母 B、D、E（b> 200）或用 KT342A、B 替换。晶体管 KT3107BM 带有字母 G、E (b> 120 ... 220) 或用 KT352B 替换。 KT817晶体管可以与字母A ... G一起使用，或者用KT815A、B、C代替，并且可以选择KT816A、B、C代替带有字母A、B、C的KT814。

除测试产品的安装电气元件、控制和连接外，设备的所有部件均安装在三块由 1,5 毫米厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上。无需“化学”即可制造板材 - 用切割机切割。显示元件（LED 及其电阻器）安装在 P1 板上（图 2）。

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池

使用 M3 螺钉将电路板通过中心孔固定到前面板（PP）上，在螺母下方放置介电垫圈，并切割（倒角）孔附近的箔片，以使螺钉不接触箔片。功率元件放置在 P2 板上（图 3）：带有滤波电容器 C1 的二极管电桥 VD4 ... VD1 和放电-充电电路的一部分（电阻器 R11、R12、R15、晶体管 VT3、VT4 和二极管 VD8）箔片两侧安装两瓦电阻R12，P2板安装平面与PCB平面垂直，并用单芯镀锡线加固至SA2.1(1)和SB2.1( 1) 端子（在括号中，给出了它们自己的部件标记）.2.1 和按钮 SB2.1 根据接线图。

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池

其余细节位于 P3 板上（图 4）。导体被切成条状。微电路位于板上，引脚朝上，用 D0,5 mm 的镀锡铜线固定在板上，穿过板上的孔，焊接到微电路的电源引脚和相应的总线上””和“Ucc”在电路板上。电容器 C3 焊接在电路板的电源总线之间。微电路的引脚和其他元件之间的电气连接可以使用任何横截面为 0,1 ... 0,14 mm2 的细线进行。，例如MGTF或PEV D0,12. ..0,15 mm 图4中，“P”图标下方，导体条之间有跳线，共有7个，对应微电路的引脚。将微电路引脚连接到部件的电线穿过轮胎上钻的 D0 mm 孔“”和“Ucc”板P3。

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池

该设备组装在由任何介电材料制成的外壳中。外壳可由用于内墙覆层的聚苯乙烯面砖制成。表壳尺寸 100x100x70 毫米。被测产品的所有安装电气元件、控制和连接均安装在顶部前面板上。软件的标记如图5所示。变压器通过介电垫通过两个螺钉固定在 PCB 上，介电垫将变压器压在自己的夹子上。

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池

图 6 显示了 PCB 背面的部件布局，包括板 P1 和 P2。四个截面为 10x10 mm2、长 65 mm 的木架固定在箱子的侧壁上。后者用聚苯乙烯胶（聚苯乙烯刨花的甲苯溶液）粘合在它们上。机架的末端用于从上方将 PCB 固定到其上，并从底部使用自攻螺钉将 PCB 固定到其上，并且从下方将机架的角部切除至 D5 毫米的深度。组装结构时，先安装P3板，然后在板导体侧面铺设10x10mm的减震基板，例如海绵橡胶、泡沫塑料，然后安装底部，最后安装固定底部的“自攻螺钉”被拧紧，螺钉头和药房橡胶塞下方放置金属垫圈 - 这些是箱子的腿。

自动放电充电器 (ARZU) 镍镉电池

电源线焊接到 SA2 拨动开关的端子 2-1，沿着 PCB 的下侧拉伸并用 Monolith 胶粘在其上。因此，根据该绳索的直径，在壳体的侧壁中制作凹槽。一束 12 根电线连接 PCB 和 P3 板。要将元件与设备对接，需要一个两极两线转换夹，其中两个极压缩元件电极，另外两端通过 MSH-1 插头与 MGK-1 连接-1 个插座安装在 PCB 上。

“衣夹”类型的市售塑料夹的种类繁多，美观，您可以通过必要的参数来选择它们，稍微修改它们，即：在其“海绵”上钻一个孔，安装一个金属垫圈和一个 M3螺母下方带有安装片的螺钉。

电线的末端焊接到花瓣上。电线绞合成双绞线。标记“+”和“-”。为了防止单个 MSH1 插头短路，它们通过过盈配合安装在具有两个 D5,5 mm 孔的塑料夹中，例如由 2 mm 厚的聚苯乙烯或聚乙烯切割而成 - 小尺寸插头由中心制成距离8毫米。

设置设备。检查 P1 ... P3 板上电路元件拆焊的正确性以及连接 PCB 和 P3 板的线束的拆焊正确性后，您可以在空闲 (H.X.) 下打开设备 - 无需连接产品。电压在电路的不同节点上测量：滤波器 UС 的电容器 C1 上₁~26±1 V 且所有元件端子均连接至 26 V 总线；在参数稳压器的输出端Ucc=8,5±0,5V以及连接到该输出端的微电路和元件的所有电源引脚；在参考电压源的输出端 Uet = 1,25 ± 0,05 V - 在电阻器 R23 的输出端。

将该电阻器中点的电压设置为 0,9 V。比较电路的输出电压为log.“1”（~8V），触发器的设置对应于DD1芯片03和11引脚的充电模式-log.“1”。在此模式下，电流发生器工作 - UVD7=3 V，但 HL3“CHARGE”LED 不亮 - 负载未连接到电流发生器。计数脉冲整形器和两个计数器也工作在这种模式下。检查“START”按钮的操作：如果按住它，可以将触发器的双臂短暂设置为零状态。检查设备的运行情况。观察极性，通过 XS1 连接器将标称电压为 12 V（可“下调”至 10 V）的直流电源 (IPT) 连接到设备的输入端。将源置于双向传导的两端模式，如 ABP。

测量限值为 100 mA 的直流毫安表与 IPT 串联。将拨动开关 SA2 设置为“向下”。打开IPT，然后打开“网络”开关。如果IPT上设置的电压为12V，则比较电路的输出将为log“0”（~0,8V），按下“START”按钮后，即可测量放电电流。在不关闭 IPT 的情况下，将其电压设置为不超过 10 V。比较电路的输出端将出现 log“1”（~ 8 V），这会将器件设置为充电模式。测量充电电流。然后确保计时器正常工作。检查装置运转情况后，进行精度调整。调整包括设置电压比较电路的操作参考电平，在该电平下ARZU从“放电”模式切换到“充电”模式。使用运算放大器作为电压比较节点，设计为在双极电源下运行。当它在单极电源上以比较单伏输入电压的模式工作时，响应电压的分布相当大。

调节时需要使用不低于0,5级的数字电压表。通过如上所述组装的电路，IPT电压设置更准确（10±0,2V），并且通过调节电阻器R19，将分压器R19、R20（节点N）的输出设置为1V±20V。 23毫伏。在电阻器 R0,92 的引擎上设置 10,5 V 的电压，并在 IPT U = 0 V 的输出处设置电压。比较电路的输出应为 log。 “1”。降低IPT的电压，直到比较电路输出端的电压等于log“10”。在这种情况下，IPT的电压应在0,2±23V之内。如果电路的工作电压大于允许值，则需要更改电阻器R1,02的引擎上的参考电压：如果比较电路在 UN> 0,98 V 下工作，则减小 Uon，如果电路在 UN<XNUMX V 下工作，则增大 Uon。

对作者来说更有希望的是在放大器 UR1101UD01 (KR1040UD1) 的比较电路中使用 - 双通道，设计用于单极电源。比较电路的调整会更快、更准确，ARCU在电压比较方面的工作也会更可靠。

众所周知，在单个密封镍镉电池的电化学系统中，不可逆变化在运行过程中累积，导致容量损失、内阻增加、单个元件膨胀以及整个UPS的故障。整个电池的失效可能是由于某一元件的失效造成的。如果充电后的测试元件在加载时“无法保持”电压，那么它就会变成其他元件的额外负载，从而降低整个电池的容量。应更换，单独充电，且ABP不可深度放电。如果 UPS 内部的电池被氧化并且接触电阻很高，或者没有足够的力将电池收集到电池中，则 UPS 会表现为开路，并且 ARZU 不会进入该模式，尽管处于空闲状态用输入电阻高的电压表测量UPS电压可能正常。在这种情况下，启动后，ARZU 模拟充电模式 - 定时器运行，电流发生器工作，但“CHARGE”LED 不亮，因为来自电流发生器的电流不流向产品。 ABP 必须每年打开两次，并用带有尖头的介电板从元件表面去除释放盐的斑块，并用粉笔和酒精溶液擦拭。充电后，将该元件放置在负载下进行测试，如果 LED 不发光并显示 CHARGE 80 ... 100%，则该元件未安装在 UPS 中。

ARZU可以配备用于充电结束的声音信号装置，但这会增加其成本。为此，例如，在DD10、DD1.3上产生的充电触发器的输出1.4必须通过开关连接到延迟声音发生器的输入，该延迟声音发生器具有到压电发射器的输出。如果在产品充电15小时期间的任何时候关闭此开关，则充电结束后，将在指定触发器的输出10处设置一个log.“1”信号，从而启动声音发电机。

参考文献：

KEKESI I. 电池充电器不仅适用于专业人士 // 业余无线电爱好者。- 1998.- No. 4, No. 5.- P.27, 28。

查看其他文章 部分充电器、电池、原电池.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

重新着色钻石 21.06.2002

南非著名钻石公司戴比尔斯的专家找到了一种方法，可以将价值不高、仅适用于技术需求的棕色钻石变成透明或紫色钻石。

技术晶体上覆盖着任何卤化物盐氯化物、溴化物或碘化钠或碘化钾，具体取决于您想要获得的颜色。然后将混合物放入石墨圆筒中并承受 85 巴的压力，同时将电流通过石墨，将混合物加热到 2000 摄氏度。然后圆筒的内容物慢慢冷却。之后，将盐层溶解并用热水洗涤。一颗无瑕的宝石诞生了。

这个过程还没有离开实验室的墙壁。但开发商认为，在出售此类钻石时，有必要如实告知买家该钻石经过化学处理。显然，它的价格会低于天然钻石。

其他有趣的新闻：

▪ 酿造的好处

▪ 智能保险丝

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章带有诊断工具 TDA1562Q 的 AF 功率放大器。无线电电子电气工程百科全书

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论