Es proposa fer un carregador per a la bateria, amb estabilització de corrent, regulable per a corrent i tensió a la càrrega. L'abast d'aplicació és extens. Una de les opcions per al seu ús es considera en un exemple particular.
En la fabricació i instal·lació de la unitat de ràdio del cotxe a a casa configuració "Ús de la ràdio del cotxe a la versió inicial"Es va descobrir un petit problema. Es troba en el fet que, en la fabricació de la ràdio, la memòria no volàtil encara no estava estesa. I ja s’ha fet servir la cerca automàtica d’estacions. Per tant, per guardar la configuració a la memòria del receptor, es necessitava una energia addicional per a les cel·les de memòria quan el receptor estava apagat. Dins cotxe, Això es va resoldre connectant constantment la unitat de memòria a la bateria de la xarxa a bord. A l’hora d’instal·lar una ràdio de cotxe a l’apartament, vaig haver de buscar una sortida.
No és possible utilitzar bateries de tres volts per alimentar les cel·les de memòria, de forma similar a l'estalvi de memòria en un ordinador. Per alimentar la unitat de memòria a la ràdio del cotxe (segons les instruccions), calen 3,1 ... 3,5 volts.
Al instal·lar la bateria, hi ha un problema. Hem de vigilar l'estat de la càrrega de la bateria i treure-la periòdicament per recarregar, cosa poc convenient i poc pràctica. Per tant, al meu parer, és més fàcil instal·lar permanentment una bateria a la unitat fabricada de la ràdio del cotxe, fer-ne un carregador i instal·lar-la allà.
Com a resultat, la tasca va ser la següent. Es requereix fer un carregador per a la bateria, amb regulació i estabilització del corrent, amb una limitació de la tensió màxima de la bateria de 3,6 volts. La bateria s'ha de carregar automàticament i només quan el receptor està engegat i s'ha de mantenir constantment la memòria. Per excloure una descàrrega completa o una sobrecàrrega, els modes de càrrega s’han d’adaptar al grau de descàrrega de la bateria, és a dir. El carregador ha de ser adaptatiu (en la mesura del possible).
Circuit del carregador.
El circuit del carregador es caracteritza per la màxima simplicitat i accessibilitat dels components, bàsicament conté dos transistors i un díode zener regulable. El transistor de control de baixa potència VT1 realitza la funció de regular i estabilitzar el corrent. El transistor VT2 és de corrent, el corrent principal de càrrega de la bateria flueix a través seu. A més, el carregador conté un regulador de tensió de sortida al díode zener VD1.
Regulador de tensió de sortida
La base del regulador de tensió determina el díode Zener controlat VD1 - TL431. La regulació de tensió del TL431 es realitza mitjançant un divisor de tensió R4, R5. Seleccionant els valors d’aquestes resistències, aconseguim el rang d’ajust necessari. A continuació, canviant la resistència de la sintonia de resistència R4, abans d’instal·lar la bateria al carregador, establim el límit de tensió de càrrega (3.6V) als contactes de sortida X1 i X2.
Quan la bateria descarregada està connectada al carregador, la tensió als contactes de sortida disminueix i la bateria comença a consumir-se, el corrent establert amb resistència R2 i limitat per la resistència R3. Quan la tensió de la bateria s’acosta a la tensió de sortida fixada pel regulador, el corrent de càrrega disminuirà i quan la tensió a la bateria arribi als 3,6 V, el corrent de càrrega serà pràcticament zero.
Això passa pel següent motiu. El díode zener controlat TL431 es tanca fins que el seu elèctrode de control tingui una tensió inferior a 2,5V i no afecti el funcionament del carregador. Quan es carrega la bateria i s’acosta la tensió a la tensió de sortida prèviament ajustada pel regulador, el potencial de l’elèctrode de control arriba als 2,5 V i el díode zener TL431 comença a obrir-se. En aquest sentit, el transistor de potència VT2 comença a tancar-se i el corrent de càrrega que hi circula disminuirà gradualment fins a gairebé zero.
Així, limitem la tensió màxima de la bateria a una predeterminada i excloem la seva recàrrega, transferint la càrrega al mode de goteig (0,005C), que només suporta la memòria i compensa l’autodescàrrega de la bateria.
Estabilitzador actual
L’estabilitzador de corrent manté un corrent de sortida estable per carregar la bateria eliminant la influència del regulador de tensió.
El funcionament de l'estabilitzador actual està controlat pel transistor VT1. El límit actual limita la resistència R3. És una resistència de baixa resistència de 0,1 a 20 ohms (depenent de la potència necessària del carregador) i també és un sensor de corrent. Quan es connecta la càrrega, en aquesta resistència es forma una certa caiguda de tensió, proporcional al corrent de pas. Aquesta baixada de tensió és suficient per al funcionament del transistor de control VT1.
Amb un augment de corrent, per alguna raó i un augment corresponent de la caiguda de tensió a través de R3, el transistor VT1 s’obre més. En aquest sentit, el transistor de potència VT2 comença a tancar-se i el corrent que hi passa a la bateria disminueix.
Quan el corrent disminueix a través de la càrrega, és cert el contrari.
Així, el transistor VT1 controla automàticament el transistor de potència, ajustant el corrent que hi circula i la càrrega, de manera que es realitza el procés d’estabilització actual.
A la primera fase, la càrrega es realitza mitjançant un corrent estable (seleccionat manualment). En arribar al voltatge ajustat de la bateria (seleccionat manualment), la càrrega continua mantenint un voltatge estable i un valor decreixent del corrent de càrrega.
Si canvieu la resistència de la resistència R2, és possible configurar manualment el corrent de càrrega requerit de la bateria.
La resistència R1 estableix la tensió de biaix del transistor de potència VT2 i també determina el corrent de funcionament del díode zener VD1. Si seleccioneu R1, el corrent de díode zener s'estableix en 5 ... 10 mA.
Els LED del dispositiu s’utilitzen per a senyalitzar visualment el procés de càrrega. El resplendor del LED1 indica el funcionament de l'estabilitzador actual, i el LED2 el funcionament del regulador de tensió.
Com a transistors NPN de control (potència), és possible utilitzar tant transistors domèstics com importats de baixa potència (potència mitjana), amb les característiques de corrent i tensió corresponents. El transistor de potència VT2 s’escalfarà amb càrregues pesades i s’ha d’instal·lar en un radiador. El díode VD2 protegeix la bateria de la descàrrega quan el receptor i el carregador estan apagats. Els cables de la bateria estan connectats a la unitat de memòria del receptor.
Fabricació de carregadors
1. Selecció de la bateria
Per alimentar la unitat de memòria a la ràdio del cotxe, utilitzem tres bateries NiMH connectades en sèrie amb una tensió nominal total de 3,6 volts (1,2 x 3) i una capacitat de més de 2,0 Ah. Es permet la descàrrega de cada element de la bateria fins a 0,9 volts, i la bateria sencera fins a 0,9 x 3) 2,7 volts. Es pot carregar bateria completa fins a (1,8 x 3) 5,4 volts. Per tant, ajustant el regulador de tensió del carregador a 3,6 volts, tenim la possibilitat d’exclusar la recàrrega de la bateria sense ni desconnectar-la del dispositiu.
També hi ha una certa protecció pel que fa a la descàrrega completa de les bateries. Amb un voltatge d’alimentació de 3,0 volts, es perd la configuració de cerca automàtica del receptor, cosa que es nota la propera vegada que l’encengueu. Es manté la càrrega mínima de la bateria. En aquest cas, cal ajustar el funcionament del dispositiu. Per fer-ho, només cal augmentar lleugerament el corrent de càrrega.
2. Muntatge i verificació del funcionament del circuit
Seleccionem els detalls segons el diagrama anterior. Muntatge del circuit del carregador en una placa de circuit universal. Comprovem el funcionament del circuit establint l’element de la bateria com a càrrega. Escollint els valors de les resistències R4, R5, aconseguim ajustar la tensió de sortida en tot el rang. Després d’haver instal·lat tota la bateria de les bateries, comprovem la possibilitat i els valors a l’hora d’ajustar el corrent de càrrega. Amb una qualificació de R3 segons el diagrama anterior, el corrent està regulat de 0 a 350 mA amb una tensió de sortida de 3,2 a 9 -11 volts.
Retallem del tauler universal i preparem un tauler de treball per al muntatge.
3. Realitzem la instal·lació del circuit a la taula de treball.
Si hi ha espai lliure i per millorar el règim de temperatura de les parts, és possible distingir del circuit un bloc de parts amb una gran emissió de calor. En aquest cas, es tracta d’un transistor de potència al radiador i a la resistència R3 (formada per dues potències inferiors connectades en paral·lel). Aquestes parts es munten en un tauler d’opcions separat instal·lat fora de la placa mestra. Les restants parts es munten a la pissarra principal.
4. Muntatge final.
Muntem tot el circuit en la versió de treball i comprovem el funcionament del carregador muntat.
Instal·lem el circuit de treball a la unitat de ràdio prèviament fabricada a la versió domèstica. Com que la unitat de la ràdio del cotxe és estacionària i la seva retirada és una tasca laboriosa, la placa motriu del dispositiu es troba en el cas de la unitat, a prop de la finestra sota el rellotge de la cuina. En treure el rellotge de la finestra, que dura 3 segons, l’accés als indicadors de funcionament i l’ajust de corrent i tensió és gratuït.
