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无线电电子与电气工程百科全书 镍镉蓄电池和电池的充电器。 无线电电子电气工程百科全书
专业文献证实了从具有电流限制的固定电压源对电池进行充电的便利性。 这种模式的便利之处在于，例如在夜间充电时，无论其初始状态如何，都能保证在早上充满电，而不会出现过度充电的危险。 本节介绍了此类设备对镍镉电池和蓄电池充电的几种选择。 第一个建议的充电器的方案如图 113 所示。 XNUMX.
稳压二极管VD6、运算放大器DA1.1、晶体管VT1以及与其直接连接的元件构成高度稳定的电压源。 其特点是为R2VD6参数稳定器提供源的输出电压，这为其提供了高参数。 分压器R17-R28产生与对单节电池和12-2节镍镉电池组成的电池充电时的限制相对应的12个电压阶跃。 所需的充电电压由开关SA2选择。 运算放大器（op-amp）DA1.2 与晶体管 VT2 一起构成了具有高负载能力的该电压的精确中继器。 其输出电阻非常小——输出电流从0到350mA增加时的电压变化用四位数字电压表无法检测到，即小于1mV，相应地输出电阻小于0,003Ω欧姆。 为了限制充电开始时的电流，将电阻器 R32（以及与其并联的电阻器 R6 - R16）两端的电压降与取自分压器 R35 - R39 的参考电压进行比较。 晶体管VT2的集电极电流足够精确地等于充电电流。 从电阻器R3S和R36获取的示例性电压为1,2V。电压的比较由比较器执行，其功能由运算放大器DA2.2执行。 当充电电流在电阻器 R32 上产生超过 1,2 V 的压降时，运算放大器 DA2.2 打开晶体管 VT3，晶体管 VT1.2 以其集电极电流增加运算放大器 DA2,5 反相输入端的电压.350，这导致运算放大器的输出电压降低以及整个源过渡到电流稳定模式。 通过 SA3 开关将电流限制值设置在 XNUMX 至 XNUMX mA 范围内。 器件在稳流模式下的输出电阻等于电阻R30的阻值。 微安表PA1加上附加电阻R31形成1,2V电压的电压表，因此，当电源工作在电流稳定模式时，其箭头指向刻度的最后一个格。 对于电压表，使用电流为100μA的微安表，因此该读数对应于等于开关SA100设定值的3%的充电电流。 如果将放电完的电池连接到充电器的插座X1和X2上，将开关SA2拨到与其编号相对应的位置，则首先充电电流将由开关SA3的位置决定。 几个小时后，电池电压将达到SA2开关设定的值，设备将进入稳压模式。 充电电流将开始减小，可以通过PA1器件的指示来监测。 当电流减小到 SA5 开关设定值的约 3% 时，运算放大器 DA2.1 上的比较器开关，并且 HL2 LED 亮起，表示充电结束。 如果电池（或单个电池）即使在白天继续充电，也不会发生任何事情，因为充电结束时的电流很小。 LED HL1 - 设备连接到网络的指示灯。 通过选择电容器C7，消除了运算放大器DA1.2的高频产生。 二极管VD2-VDS的作用是什么？ 对单节电池充电时，运放DA1.2同相输入端的电压为1,4V，在关闭充电器输出的模式下，其输出电压，保证了器件向电流稳定模式，相对于普通线应为 0,6V 左右。 为了使运放DA1.2在这种模式下正常工作，其负电源电压的绝对值必须至少为2V，这是由二极管VD3-VD5两端的压降来保证的。 同样，为了使运算放大器 DA2.1 正常工作（输入端电压接近正电源电压），它们之间的差值必须至少为 0,6 V - 由二极管 VD2 两端的压降提供。 图 1,5 显示了由 114 毫米厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板的图，大部分器件部件位于其上。 XNUMX.
VT2晶体管配备有尺寸为60x45毫米的针形散热器，针的高度为20毫米。 开关 SA2 和 SA3 以及焊接到其上的电阻、微安表 RA1、LED HL1 和 HL2、输出插座 X1 和 X2 安装在设备的前面板上，由 1,5 mm 厚的玻璃纤维制成，变压器 T1、开关 SA1、保险丝 FU1 、二极管桥 VD1 和电容器 - 位于相同厚度的后硬铝面板上。 这些面板用 135 毫米长的硬铝扎带固定在一起，印刷电路板用螺钉固定在相同的扎带上。 完成的结构以一段矩形管的形式安装在铝制外壳中。 网络变压器T1-统一TN-30。 但任何其他类似的变压器都适用，其次级绕组在至少 19 mA 的电流下提供 20 ... 400 V 的电压。 针对相同输出电流设计的整流桥VD1可以由四个工作电流为300mA的二极管组装而成，例如串联。 D226。 这些可以是二极管VD2-VD5。 电容器C1由三个氧化电容器K50-29并联而成，容量为1000微法，标称电压为25V。电容器C2为K53-1，其余为KM-5和。 KM-6。 可以用热补偿齐纳二极管KS191F（VD6）代替。 D818 带字母索引。 B - E 或 KS191 上带有任何字母索引。 电阻器R3、R5和R17-R28最好使用稳定的，例如C2-29。 电阻器 R17 - R28 的阻值可以在 160 Ohm ... 10 kOhm 范围内，但始终保持相同的值，精度不低于 0,3%。 电阻器 R6 - R16 的阻值不必非常精确。 建议根据图中指定的值从类似额定值的电阻器中选择它们，这将简化设备的设置。 电阻R15、R16均由多个额定值较高、功耗较低的电阻并联而成。 微调电阻器 R4 和 R38 - SPZ-19a。 LED HL1 和 HL2 - 任何颜色，但最好是不同的发光颜色。 齐纳二极管 VD7 和 VD8 用于稳定电压 5,6 ... 7,5 V。开关 SA2 和 SA3 - PG2-5-12P1N 或类似的其他小型开关。 微安计 RA1 M4247 型，电流为 100 μA。 使用该设备获得箭头完全偏转的不同电流，您不仅需要选择限流电阻 R31，还需要选择 R32 - 以在最左侧（根据图表）位置提供 2,5 mA 的充电电流SA3 交换机。 晶体管VT1、VT2可以是任何中功率npn硅结构，VT3可以是任何低功率硅pn-p结构，允许电压至少为30V。 运算放大器 K140UD20（DAI、DA2）可由双倍的 K140UD7 运算放大器替代。 其他类型运放的使用取决于它们在上述模式下工作的可能性，但这尚未得到作者的验证。 简要介绍一下充电器的设置。 首先，使用微调电阻器 R4，在晶体管 VT1 的发射极上设置 16,8 V 的电压。在每个下一个位置（电路中的上方）为器件加载 51 ... SA68 的电阻器后，输出电压增加7,5 V。检查输出端是否没有高频产生，如有必要，选择电容器 C43。 接下来，恢复电阻R43的连接，并将开关SA2设置到位置“12”。 当改变开关SA3的位置时，确保用与负载电阻串联的毫安表测量的输出电流被限制在与该开关的位置相对应的值（350mA除外）。 用两个或三个二极管组成的链（与 VD2 - VD5 类型相同）替换负载电阻，并将 SA3 开关设置到“100 mA”位置，使用微调电阻 R38 设置相同的输出电流。 微安表的箭头应指向刻度的最后一个刻度，如果不是这种情况，请选择电阻器R31。 现在将开关 SA2 设置为位置“1”，将开关 SA3 设置为位置“10 mA”。 将 3,3 kΩ 可变电阻器和毫安表连接到器件的输出，然后从零开始增加该电阻器的阻值。 当输出电流约为 0,5 mA 时，HL2 LED 应亮起。 设置该设备时，请记住其输出阻抗是急剧不对称的 - 输出电流较小，输入电流较大。 因此，空载设备对电源噪声很敏感，用高阻电压表测量输出电压可能会给出意想不到的高结果。 给电池充电很容易。 您只需将开关设置到与电池数量和最大充电电流相对应的位置，将电池以正确的极性连接到输出，然后打开设备的电源。 充电结束的标志是 HL2 LED 亮起。 最大充电电流应小于所充电电池容量的3.4倍。 可以对此充电器选项进行哪些添加或更改？ 首先需要补充一个电磁继电器K1，如图115所示。 2，这将关闭电池或充电完成后的电池。 当 HL44 LED 亮起时，继电器被激活并通过其常闭触点断开充电电路。 电阻器 R2.1 对于继电器的清晰操作和确保运算放大器 DA1 处的比较器的小滞后是必要的。 继电器 K20 的电压必须为 27 ... 4 V，晶体管 VT502 - 任何中型或高功率 pn-p 结构，例如 KT814、KT816、KTXNUMX 系列。
但在设备中引入这样的附加功能后，应该记住，在开始充电后，其电路的任何切换都会导致继电器的操作，因此必须提前进行必要的设置。 该装置可用于对七节电池进行放电，无需担心过度放电。 为此，开关 SA2 必须设置为位置“5”，开关 SA3 - 在放电电流方面最接近，但大于它，在输出插座 X1 和 X2 之间连接一个电阻，提供必要的放电电流，并连接电池正在放电。 由于电池电压大于运放DA1.2同相输入端的电压，晶体管VT2截止，电池通过电阻放电。 当电池电压降至7V时，运放DA1.2和晶体管VT1将切换到稳压模式，放电停止。 HL2 LED 作为电池放电完成的指示器 - 在放电过程中，它会发光，当放电完成时，它会熄灭。 如果经常需要使用该装置对电池进行放电，除使用不同数量的电池外，建议在其中额外引入一个电阻，其阻值为电阻R40-R17总阻值的28%，当然，还有一个开关。 该电阻连接在参考电压源的输出端（图113图中晶体管VT1的发射极、电阻R2、R3、电容C3的连接点）与SA12的固定触点“2”之间。开关连接到电阻器 R17，并与该电阻器并联 - 一个附加开关。 开关触点闭合时对电池进行充电，打开开关触点时，当输出电压下降1,4倍（每节电池最多1V）时，即可对电池进行放电。
通过电阻对电池进行放电时会产生时变电流，可以通过K142EHI2A芯片根据图116所示的电路将其打开来稳定该电流。 46、电阻R46的阻值（欧姆）由公式确定：R1250×XNUMX/V，其中W为放电电流（mA）。 放电电流所依赖的电阻值对应于在与充电电流相同的电流下电阻器R6-R16的电阻。 第二个版本的充电器示意图如图117所示。 XNUMX. 简单多了，但是没有指示充电结束的节点。 该器件使用两个 KR142EN12A 微电路。 其中第一个（DA1）工作在限流模式，第二个充当充电稳压器。 二极管VD2-VD4为保护元件。 微调电阻R25和R28精确设置开关SA3不同位置的输出电压。 电容器C2-C4防止可能产生DAI、DA2微电路。 电源变压器T1、二极管电桥VD1、电容器C1、开关SA2和SA3可以与该装置的第一版本中的相同。 二极管 VD2-VD4 - 任何低功率硅。 电阻R13-R24、R26必须准确稳定，其阻值必须在120 ... 180欧姆之内。 在板上安装微电路之前，建议检查其稳定电压。 这可以通过连接根据图 116 的方案制作的电路来完成。 5，连接到15 ... 46 V的电压源，测量电阻器R160（1,2欧姆）两端的电压。 在充电限流节点（DA1）中使用稳定电压接近1,2V的微电路之一。 如果它与 2V 相差很大，则在设置器件时必须选择电阻器 R12-RXNUMX 的阻值。 按如下方式设置此充电器。 首先，将开关SA2和SA3分别设置到位置“350”和“12”，将引擎的调谐电阻R25设置到中间位置，之后用电阻R27将输出电压设置为16,8V。接下来，将开关SA3切换至“1”位置，电阻R25切换，将器件的输出设置为1,4V。这些操作是相互关联的，因此请重复几次。 然后，将三个串联的硅二极管（电流至少为 300 mA）和毫安表连接到输出。 将开关 SA2 和 SA3 设置到位置“2,5”和“2”，并通过选择电阻器 R1 实现 2,5 mA 的输出电流。 如果DA1微电路的稳定电压为1,2V，电阻R2-R12的阻值与图中所示相对应，那么对于开关的其他位置，充电电流必须与图中所示相对应。 否则，您必须另外选择电阻器 R2-R12。 该器件在电流稳定模式下的输出电阻远小于第一变型的设计，并且等于引入的电阻器R13-R24和R25-R28的总电阻。 如果按图所示充电。 117仅适用于同类型电池，SA2开关和电阻R2-R12可不包括，充电结束指示灯按图118方案组装。 13，进入。 虽然流经电阻R24-R1的总充电电流足够大，但它主要流经晶体管VT1的发射结。 同时，晶体管打开，HL29 LED 点亮，指示充电过程。 当电流减小到由电阻器R1的阻值和晶体管VTXNUMX的开启电压确定的值时，该晶体管将关闭并且LED将关闭。 它被组装成（除了SA2开关之外并且根据图118的方案添加了充电结束的指示器）电池的充电器。 TsNK-0,45（最多六件）。 为了将输出电流限制在 150 mA，需要一个阻值为 1 欧姆的电阻器（图 117 中的 R8,2）。 在电阻R29 30欧姆的充电结束指示器中，LED的亮度在充电电流为10mA时开始下降，在电流为7mA时完全熄灭。
该设备使用变压器。 CCI-220，其六个次级绕组全部串联。 安装跳线很方便，如下：16-17、18-11、12-13、14-19、20-21，二极管电桥上的电压从端子 15 和 22 去除。市电电压提供给端子变压器的2号和9号端子之间，端子3和7之间还需要安装跳线。 除带电源开关的电源变压器、保险丝、SA3 开关和输出插座外，该设备的所有元件均安装在尺寸为 90 x 50 mm 的印刷电路板上（图 119）。 该板设计安装了一个二极管电桥KTs407A（VD1），一个容量为50 uF的氧化物电容器K29-1（C2200），标称电压为16 V。其他细节与第一个版本的设计相同设备的。 微电路DA1和DA2安装在尺寸为45x25mm的针散热器上，针的高度为20mm。
安装板借助铆接在其角部的螺纹衬套与其他部件一起安装在尺寸为 133x100x56 mm 的塑料盒中。 细长端子上的 LED 被带到外壳盖上。 按此顺序设置设备。 微调电阻R25和R27分别在SA8,4开关的“1,4”和“6”位置设置1和3 V的电压输出，输出电流为150 mA - 通过选择电阻R1和LED熄灭阈值 -通过选择电阻R29V，在DA1微电路的输入端2和电源电路的负极线之间，包含一个电容器C*（几十或几百纳法），如图119所示。 117条虚线。 该版本充电器的印刷电路板也可以成为该设备的基础，如图 2 所示。 2-其具有用于将开关SA12与电阻器R113-RXNUMX连接的触点。 每个微电路必须安装在其自己的散热器上，其尺寸与设备中的尺寸相同，如图 XNUMX 所示。 XNUMX.
使用由两节 TsNK-0,45 电池供电的播放器听音乐的爱好者可以使用更简单的充电器（图 120，该电路与图 105 的额定值不同，并且没有与次级绕组并联的电容器）变压器）变压器 T1 的设计电压必须为 8 ... 9 V，电流至少为 160 mA。 微电路应配备小板散热器。 输出电压等于 2,8V，通过调谐电阻器 R2 设置，然后将该器件加载到串联连接的三个二极管（电流为 300mA）或两个放电电池上，通过选择电阻器 R1，输出电流为 150 ... 180 mA。
如果没有KR142EN12A微电路呢？ 在这种情况下，建议按照图121的方案组装一个类似用途的充电器。 1. 这种充电器变体的基础可以是用于为玩具电动马达供电的 PM-6 电源、将电源电压降低至 6,3 ... XNUMX V 的任何其他变压器或网络适配器。 除电源变压器外，该装置的所有部件均安装在印刷电路板上，其示意图如图 122 所示。 50、设计用于安装氧化电容器K 6-1（C3-C196），调谐电阻SPZ-5（R341），其上有LED。 AL307A 或。 AL1B。 LED通过外壳的通风槽引出。 晶体管VT0,5配备有XNUMX毫米厚的黄铜（或铝）制成的小板散热器。 安装板通过铆接在其中的两个螺纹衬套固定在外壳中。 设置该器件时，与前一个器件一样，首先将输出电压设置为 2,8 V（电阻器 R5），然后加载三个串联的二极管，工作电流为 300 mA，并通过选择电阻器 R7，输出实现 150 ... 180 mA 的电流。 LED HL2 熄灭。 所述充电器的外壳必须具有通风孔，以为微电路或晶体管的散热器提供冷却。 作者：比留科夫 S.
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