阶梯式充放电装置。方案、说明

阶梯式充放电装置。无线电电子电气工程百科全书

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铅酸电池的运行总是伴随着极板硫酸盐化的增加，汽车中的电池最终变得无法使用并且无法提供启动电流。因为硫酸铅会产生高内阻，阻止其从极板内层排出。

增加电池容量以补偿损失会导致其重量和尺寸增加。采用充电电流具有“下降”特性的循环充放电方法，对慢性硫酸盐化的电化学恢复取得了良好的效果。采用电流比1:10...1:20的充放电循环，可以让您在3.5小时内将电池恢复到工作状态。

恢复过程中对电池的诊断表明，一小时后其内阻急剧下降。该技术的缺点是需要不断监测充电电流，充电电流随着电池内阻的减小而增大，必要时减小充电电流，充电电流的自动减小导致电池的质的恢复。电池并简化充电。对于这样的过程，已经开发了一种设备，其方案如图所示。该装置在结构上由几个块组成：

逻辑芯片DD1上的多谐振荡器；
14位计数器DD2上的时间间隔定时器；
DA2 芯片上的模拟定时器比较器。

（点击放大）

充电电流的逐步减小取决于自该过程开始以来所经过的时间以及计数器DD2输出处的代码。提供充电和放电电流的电路的切换由场效应晶体管VT1上的开关来执行和VT2。与基于双极晶体管的开关不同，它们由于沟道电阻低而发热较少。唯一的条件是栅极电压不得超过电源电压。关键VT1以大功率电阻R17的形式将电池放电给负载，VT2从市电整流器向电池提供充电电流。开关模式的顺序、脉冲的持续时间、占空比和频率取决于 DA2 定时器的频率设置电路的参数。 “可调齐纳二极管”DA1 上的并联稳定器根据当前充电时间设置输入 5 DA2 处的电压，并维持给定的充电-放电电流水平。

模式由不同颜色的 LED 指示，总电流由测量装置控制。 P1。时钟发生器由元件 2 OR NOT DD1.1、DD1.2、C1 和 R1 构成。多谐振荡器的脉冲频率由近似公式f=O.44/(R1·C1)计算。它设置为 1 Hz 左右。 LED HL1 闪烁，指示过程的进度。电池充电时间由电阻R1设定。输出3 DD2出现高电平后，DD1芯片上的发生器停止工作。

来自多谐振荡器的计数脉冲被馈送到输入端。从计数器 DD2 改变其输出的状态。计数器输出通过电阻器 R4...R7 和二极管 VD1.VD4 的电平在电阻器 R9 上求和。自周期开始以来经过的时间越长，R9 上获得的电压就越大。当 R9 上的电压达到最大时，可调齐纳二极管 DA1 在输入 1 处以控制电压打开，并且 DA5 输入 2 处的电压降低至 DA1 的较低稳定电平 (2,5 V)。该电压低于 DA1 电源电压的 3/2，因此其输出设置为低电平并且电池停止充电。

降低输入 5 DA2 处的参考电压会增加 DA2 定时器的生成频率，而不会改变脉冲的占空比，从而导致充电-放电周期此阶段的充电电流减小。最大充电和放电电流使用 R11“充电”和 R13“放电”调节器设置。电阻器 R9 设置缓冲电流，用于在计数器的所有输出处以高电平对电池充电并用于反馈 (R8)。通过用热敏电阻（MMT-10 型）替换电阻器 R1，该器件还可以随着环境温度的升高而减小充电电流。

电容器C5的放电电路中的二极管VD5被安装来分隔充电(R10-R11)和放电(R13)电路。当电容器 C5 充电至 2/3 Un 的电平时，内部定时器触发器在输入 6 DA2 处切换上部比较器以使电容器放电，并且引脚 7 DA2 处的电压降至零。晶体管VT1打开，电池GB1通过电阻R17放电，时间T1＝0≤69R13C5。 LED HL2 指示存在放电电流。在放电周期结束时，定时器的内部晶体管关闭，电容器C5的充电周期恢复，电压从1/3Un增加到2/3Un。此时，输出3DA2为高电平，晶体管VT2开路，电池GB1由市电充电，周期为T2＝0→69C5(R10+R11)。充电电流电路过载由 HL3 LED 指示。

该装置的微电路由电池GB1通过稳压器DA3供电。如果没有电池或电池开关不正确，电路将保持断电状态并且无法打开。

要给容量高达 180 Ah 的电池充电，5 ... 8 A 的电流就足够了。变压器 T1 的功率应为 150.200 W。您可以使用TS-180、TN-55、TN-61等变压器。场效应晶体管 VT1 的额定电流必须在 5 V 电压下达到 100 A，VT2 在 20 V 电压下的额定电流必须至少为 150 A。尺寸为 60x58x40 mm 的铝散热器必须安装在晶体管以防止过热。器件中的微电路 - K561 或 K176 系列、受控齐纳二极管 - KR142EN19A、模拟定时器 - KR1006VI1。

设置设备首先要检查电源电压。需要说明的是，微电路和放电晶体管VT1由电池GB1供电，晶体管VT2的充电电路由T1处的市电供电。为了加快测试速度，可以将电容C1的容量暂时减小到0,01uF。按SB1“开始”按钮后，帐户将启动，如HL1指示灯所示。

在检查DA2定时器的工作情况之前，将电阻R9的滑块按图示移至下方位置。在这种情况下，引脚 5 DA2 处的电压最大。电阻R11根据电池GB1的容量设置电流表P1上的最大充电电流（Imax=0,05C，其中C是电池容量）。从电池到电阻器 R9 到 R8 的反馈电路允许您随着电池电压的增加自动减小充电电流。

作者：V.Konovalov, A.Vanteev

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