小型电池充电装置。方案、说明

小电池充电器

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以当今的价格，依靠原电池和电池组的小型设备的力量，您实际上可能会破产。曾经花费过一次时间，改用电池更有利可图。为了使它们能够长期使用，必须正确操作：不要低于允许电压放电，以稳定电流充电，并及时停止充电。但如果用户自己必须监控第一个条件的满足情况，那么建议将其他两个条件的满足委托给充电器。文章中描述的正是这样一种设备。

在开发过程中，任务是设计具有以下特征的设备：

自动终止充电（APZ）的充电电流和电压的宽间隔变化。为用于为小型设备供电的单个电池以及由它们与最少数量的机械开关组成的电池提供充电；
接近调节器的统一刻度，无需任何测量仪器即可以可接受的精度设置充电电流和 APL 电压；
负载电阻变化时充电电流的高稳定性；
相对简单和良好的可重复性。

所描述的装置完全满足这些要求。它设计用于为 D-0,03、D-0,06 电池充电。 D-0,125、D-0,26、D-0,55。 TsNK-0,45、NKGTS-1,8、进口同类产品及由其组成的电池。当达到打开 APL 系统的设定阈值时，电池会以稳定的电流充电，与电池的类型和数量无关，同时电池上的电压在充电时逐渐增加。系统触发后，电池上稳定维持先前设定的恒压，充电电流减小。也就是说，电池不会出现过充、过放的情况，可以长时间保持与设备的连接。

该器件可用作小型设备的电源装置，电压可调范围为 1,5 至 13 V，并具有负载过载和短路保护功能。

该装置的主要技术特点如下：

充电电流在“40 mA”限制 - 0...40，在“200 mA”限制 - 40...200 mA；
当负载电阻从0欧姆变化到40欧姆时，充电电流的不稳定性为2.5%；
APZ 驱动电压调节限制 - 1,45 ... 13 V。

该装置的示意图如图1所示。 XNUMX.

小电池充电器

晶体管 \L "4 上的电流源用作充电电流稳定器。根据开关 SA2 的位置，负载中的电流 In 由以下关系确定：IН \u10d (UB - UBE) / R9 和IН × (UB - UBE) / (R10 + R4 )，其中 UB 是晶体管 VT9 基极相对于正母线 V 的电压；UBE 是其发射结处的压降 V；R10、RXNUMX是相应电阻器的电阻，欧姆。

从这些表达式可以看出通过可变电阻R4改变晶体管VT8基极电压。负载电流可在大范围内调节。该电阻两端的电压由恒定齐纳二极管 VD6 维持，流经该二极管的电流又由场效应晶体管 VT2 稳定。这一切都保证了技术规范中规定的充电电流的稳定性。使用由电压控制的稳定电流源可以将充电电流降低到非常小的值，使电流调节器比例接近均匀（R8），并简单地切换其调节极限。

APS系统。当电池或蓄电池组达到最大允许电压后触发，包括运放DA1上的比较器、电子钥匙上的三极管VT3、稳压二极管VD5。电流稳定器由晶体管VT1和电阻器R1-R4组成。 HL1 LED 用作充电及其完成的指示器。

当放电的电池连接到该设备时，其上和运算放大器DA1的非反相输入上的电压小于反相输入上的示例电压，该电压由可变电阻器R3设置。为此，运放输出端的电压接近公共线的电压，三极管VT3开路，电池中流过稳定的电流，其大小由变量的位置决定。电阻R8和开关SA2。

当电池充电时，运算放大器 DA1 反相输入端的电压增加。其输出端电压也升高，三极管VT2退出稳流模式，VT3逐渐截止，集电极电流减小。该过程一直持续到那时。直到齐纳二极管VD6停止稳定电阻器R7、R8两端的电压。随着该电压的降低，晶体管VT4开始截止，充电电流迅速减小。其最终值由电池自放电电流和流过电阻器R11的电流之和确定。换句话说，从此时起，充电后的电池上维持由电阻器R3设定的电压，并且维持该电压所需的电流流过电池。

HL1 LED 指示设备已加入网络以及充电过程的两个阶段。在没有电池的情况下，电阻器 R11 上设置电压，该电压由可变电阻器 R3 滑块的位置确定。维持该电压所需的电流非常小，因此 HL1 的发光非常微弱。在连接电池的瞬间，其发光亮度增至最大，充电完成后启动APL系统后，突然下降至上述亮度的平均值。如果需要，您可以将自己限制为两个发光级别（弱、强），为此选择电阻器 R6 就足够了。

该装置的细节安装在印刷电路板上，其图如图2所示。 43. 它是通过切割箔片制成的，设计用于安装固定电阻器MLT、调谐（线）PPZ-52。电容器K1-1B（C2）和KM（C4）。 VT100晶体管安装在有效散热面积为2cm3的散热器上。可变电阻R8、R11（A组PPZ-XNUMX）固定在装置的前面板上，并有刻度并有相应的标记。

（点击放大）

开关 SA1 和 SA2 - 任何类型，但希望用作 SA2 的触点设计用于至少 200 mA 的开关电流。

电源变压器 T1 必须在负载电流为 20 mA 时在次级绕组上提供 250 V 的交流电压。

场效应晶体管 KP303V 可以用 KP303G - KP303I、双极 KT361V - 以及 KT361 系列晶体管替换。 KT3107、KT502 具有任何字母索引（A 除外），以及 KT814B - 在 KT814V、KT814G、KT816V、KT816G 上。必须选择稳定电压至少为 813 V 的齐纳二极管 D5 (VD12,5)。相反，允许使用 D814D 或任意两个串联的低功耗齐纳二极管，总稳定电压为 12,5 ... 13,5 V . 可以替换 A 组任何类型的 PPP-11 (R3、R8) 可变电阻器和 PPP-43 (R10) - 耗散功率至少为 3 W 的任何类型的调谐电阻器。

设置设备首先选择 HL1 LED 的亮度。为此，请将开关 SA1 和 SA2 分别切换至“13 V”和“40 mA”位置。可变电阻器 R8 的引擎 - 平均将电阻为 1 ... 2 欧姆的电阻器连接到插座 XS50 和 XS100，并找到电阻器 R3 的引擎的位置。这会改变发光 HL1 的亮度。通过选择电阻器R6可实现辉光亮度差异的增加。

然后，设置用于调节充电电流和APL电压的区间的边界。通过将测量限值为 200 ... 300 mA 的毫安表连接到设备的输出。将电阻R8的滑块移至下方（根据方案）位置，并将SA2开关移至“200 mA”位置。通过改变微调电阻R10的阻值，装置箭头偏转至200mA标记处。然后滑块 R8 移动到上方位置，并通过选择电阻器 R7，获得 36 ... 38 mA 的读数。最后将SA2切换至“40mA”位置。将可变电阻器 R8 的滑块返回到较低位置，并通过选择 R9 将输出电流设置在 43 ... 45 mA 范围内。

要调整 APL 电压调节间隔的限值，请将开关 SA1 设置到“13 V”位置，并将测量限值为 15 ... 20 V 的直流电压表连接到设备输出。电阻器R1。之后，将 SA4 移动到“4,5 V”位置，在 R13 滑块的相同位置，通过选择电阻器 R3 将仪器箭头设置为 1 和 4,5 V。

接下来，将毫安表重新连接到输出，校准充电电流调节器 (R8) 的刻度。并借助电压表 - 电压调节器 APZ (R3) 的刻度。

运行期间，APL 电压设置为每一节可充电电池 1,4 ... 1,45 V。

如果该设备不应该用于为无线电设备供电，则通过熄灭 LED 来指示充电结束可以用其闪烁来代替，为此，将迟滞输入比较器就足够了 - 添加带有电阻的设备去掉R12、R13（图3），并去掉电阻R6。

小电池充电器

经过这样的细化，当达到设定的APL电压值时，HL1 LED将关闭，流过电池的充电电流将完全停止。结果，其上的电压将开始下降，因此电流稳定器将再次打开，并且HL1 LED将点亮。也就是说，当达到设定电压时，HL1就会开始闪烁，有时比某个平均亮度的发光更明显。这两种情况下电池充电过程的性质保持不变。

作者：彼尔姆地区别列兹尼基的 N. Herzen

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