具有离散充电电流设置的充电器。方案、说明

具有离散充电电流设置的充电器

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对不同的电池进行充电时，每个电池都需要一定的充电电流。建议的设备允许您设置 127 个电流值，只需 XNUMX 个开关。

该充电器设计用于以 1,5 至 12 V 的电压和 1 至 127 mA 的充电电流为任何小型电池充电。例如，可以连接电池D-0,025、D-0,06、D-0,25、D-0,55、TsNK-0,45、TsNK-0,9，以及由它们组成的电池。充电电流不依赖于可充电电池的数量，并且可以在不使用电流表的情况下以 1 mA 的步长在上述范围内离散设置。充电电流的不稳定性不超过0,5%。当电池达到完全充电对应的电压时，该过程自动停止。充电终止阈值电压可设置为 1 至 12 V，具体取决于电池或电池的类型。充电过程由 LED 控制。

使用 KR142EN19 微电路的电流源提供了充电电流不稳定性的高特性 [1]。该微电路在几十微安到几安培范围内的精密电流源 [2] 中也能很好地工作。

带有所示微电路的充电器示意图如图 1 所示。一。

具有离散充电电流设置的充电器

电流源由DA1芯片、晶体管VT3、VT4(组成复合晶体管)和电流设定电阻R4-R10组成，通过开关SA2-SA8连接。选择电阻器的阻值，以便当连接其中之一时，设置图中所示的充电电流。通过同时连接几个电阻，可以设置总电流。例如，当开关SA2、SA4的触点闭合时，总电流为5mA，当所有开关的触点闭合时，总电流将达到127mA。

如有必要，可以更改电流设置的离散性，例如，使其等于 2、3、5 mA。在这种情况下，相应的电流设置电阻的电阻由公式确定

R = Uon/lcharge(OM),

其中Uon为DA1芯片的参考电压（约2,5V）； Izar——充电电流，A。

在选择不同的离散度时，应考虑到充电电流的每个后续值必须是前一个值的两倍，例如3、6、12、24等。

通过晶体管 VT1 上的一个键为 DA2 芯片供电，电阻器 R3 设置其工作模式。可充电电池G1通过插座（或夹子）X2和X5连接到电流源的输出端。如果设备意外关闭，VD3 二极管可防止电池放电。由于电池是从一个稳定的电源充电的，晶体管VT4、VT5集电极上的电压将等于电源和电池之间的电压差。这个电压通过射极跟随器，在晶体管 VT6 上产生，被馈送到比较器的输入端（引脚 1006），组装在定时器 KR1VI3 [5] 上。比较器的另一个输入端（引脚 16）由可变电阻器 RXNUMX 的引擎提供参考电压。

在电池充电开始时，晶体管 VT3、VT4 以及比较器引脚 6 的集电极电压大于提供给其引脚 5 的参考电压。同时，低电平设置为比较器（引脚 3）的输出，它使晶体管 VT1 保持闭合。结果，晶体管 VT2 开路，打开电流源，电池开始充电。 HL2 LED 亮起，控制电流源的运行和充电过程。

随着电池充电，晶体管 VT3、VT4 的集电极电压以及比较器引脚 6 的电压相应降低。一旦它降低到引脚 5 设置的电压，比较器就会工作。在比较器的引脚 3 处，将设置一个高电平，这将打开晶体管 VT1。晶体管 VT2 将关闭，电流源将关闭。 HL2 LED 将熄灭，表示充电过程结束。

当电池电压下降到调谐电阻 R14 设置的滞后电压值时，充电过程将重新开始。

该器件的电源由一个降压变压器T1和两个稳压器组成——分别位于元件VT7、VT8、DA3和DA4芯片上。第一稳定器作为DA2芯片的电源和电池的充电源。微调电阻器R21设置稳定器的输出电压。要在 1 至 12 V 范围内对电池充电以及电流源正常工作，电压必须为 16 V。

晶体管 VT7 在输出端受到保护以防止短路。在稳定器正常工作期间，该晶体管关闭，因为其发射极的电压大于基极的电压。发生短路时，发射极电压小于基极电压，三极管打开，集电极电压急剧下降，导致三极管VT8闭合，禁止工作。 DA3芯片。

二极管 VD4 用于增加晶体管 VT7 发射极 - 基极的击穿电压，因为大多数晶体管的这种电压不超过 8 V。二极管 VD3 正向连接，补偿二极管 VD4 上的电压降，并一起用二极管 VD2 在晶体管 VT7 的基极上产生一个初始偏置。

第二个稳定器用于为 DA1 芯片及其控件供电。

HL1 LED 指示设备已连接到网络。

除了器件图中所示的以外，允许使用任何 KT1、KT2、KT6 系列晶体管代替晶体管 VT312、VT315、VT342，代替 VT5、VT7 - 任何同系列晶体管，但允许的集电极-发射极电压至少为 25 V，代替 VT3 - KT342、KT3102 系列，基极电流传输系数至少为 100，代替 VT4、VT8 - 任何指定的系列 LED - AL307 系列中的任何一个。变压器 T1 - 现成的或自制的，必须在负载电流为 18 ... 20 mA 时在次级绕组上提供 200 ... 400 V 的电压。二极管电桥VD1-KTS405系列具有任意字母索引。开关 SA1 - MTZ、TP1-1，其余 - MT1、TP1-1 或类似类型。固定电阻器 - MLT，变量 R14、R16 - SP1-1、SP4-1 A 组，调谐 R21 - SPZ-1。

该设备的大部分部件安装在两块印刷电路板上，该印刷电路板由厚度为 1,5 毫米的单面镀箔玻璃纤维制成。在一块板上（图 2）组装了设备的主要部分，在另一块板上（图 3）组装了电压调节器。

具有离散充电电流设置的充电器

VT4 晶体管安装在 4 ... 5 mm 厚的铝板上，尺寸与印刷电路板相同。板本身从上方固定在 3 ... 5 mm 高的机架上。由于晶体管的集电极连接到极板，因此需要去除用于固定电路板的孔处的箔片，并且如果该器件安装在金属外壳中，还需要对极板进行绝缘。

具有离散充电电流设置的充电器

VT8 晶体管安装在一个小型散热器上，该散热器与变压器一样，安装在设备外壳的底盖上。外壳本身可以是任何设计，其尺寸决定了所用元件的尺寸。

设置充电器首先要检查 DA3 芯片上的稳压器，但不要将其连接到主板。在没有安装错误和可维修部件的情况下，应在微电路的引脚 1 上施加大约 2,5 V 的电压。然后，通过微调电阻 R21，在稳定器的输出端（在电容器 C2 上）设置 16 V 的电压). 为了检查负载下的稳定器，电阻器 MLT- 与电阻为 2 欧姆的电容器 C2 120 并联连接。稳压器的输出电压相差不应超过 50 mV。如果超过这个值，选择电阻R20。

为了检查保护，用镊子或跳线将电容器 C2 的端子闭合。 HL1 LED 应该会熄灭，移除跳线后，它会亮起。

确认稳定器工作正常后，检查整个设备的运行情况。通过将电压表连接到 DA1 微电路的引脚 4，他们检查第二个稳定器的输出电压 - 它应该等于 9 V。然后他们用跳线关闭 X2、X2 插座，并将 SA4 开关置于位置的闭合联系人。通电后，测量晶体管VT2,5发射极的电压——应该约为2V，同时HL3 LED应该点亮。通过选择电阻器 R1，将流过 DA0,5 芯片的电流设置为 0,6 ... 4 mA。从插座上取下跳线，然后将毫安表连接到插座上。通过选择电阻器 R1，可获得 2 mA 的电流。此外，代替SA3开关的触点，SA5开关的触点闭合，并且通过选择电阻器R2来设置6mA的电流。同样，通过选择其余电阻（R10-RXNUMX），在相应开关的触点闭合的情况下，设置图中所示的电流。

当然，如果使用微调器代替固定电阻器 R4-R10，则可以简化设置充电电流的过程。

通过将新充电的适当电压的电池连接至插座X16、X2来校准电阻器R3的刻度。通过移动电阻滑块，他们可以实现 HL2 LED 熄灭的时刻，并在电阻刻度上做出标记。

在电阻器 R14 的帮助下，设置了迟滞电压，在该电压下，LED 将在电池充满电时明显熄灭。

文学

亚努申科 E. 芯片 KR142EN19。 - 广播，1994 年，第 4 期，p。 45、46。
线性电源微电路及其应用。 TL431。一系列可调节精密平行稳定器。 - M.：多德卡，1998 年。
Kolombet E. A. 计时器。 - M.：无线电和通信，1983 年。

作者：Yu.Lebedinsky, Alexandrov, Vladimir Region

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