Một tùy chọn được đề xuất để sản xuất bộ sạc pin cho các thiết bị gia dụng, với cài đặt dòng điện và điện áp sạc, với sự ổn định của dòng điện khi tải.
Với cuộc sống định kỳ trong một ngôi nhà mùa hè, đôi khi việc nạp lại nhiều nguồn năng lượng khác nhau cho đồng hồ, máy thu, đèn pin. Ngoài ra, pin Li-ion từ điện thoại di động cũ được sử dụng trong những chiếc được sản xuất trước đó yêu cầu phải sạc. tự làm. Xem xét rằng pin đã sử dụng có hình dạng, kích thước và kích thước lắp khác nhau, cũng như các chế độ sạc khác nhau, cần phải sản xuất, ở một mức độ nào đó, một bộ sạc (bộ sạc) phổ quát. Vì bộ sạc này sẽ chỉ được sử dụng định kỳ, nên sẽ không có ý nghĩa gì khi sản xuất hoặc có được bộ nhớ chuyên dụng cho từng loại pin.
Về vấn đề này, để sạc các loại pin năng lượng thấp khác nhau, chúng tôi sẽ sản xuất một bộ sạc duy nhất, đơn giản nhưng đáng tin cậy. Khi sạc pin dưới sự kiểm soát trực quan định kỳ khi hết sạc, có khả năng cài đặt các chế độ (dòng điện ổn định và điện áp sạc tối đa), bộ sạc như vậy sẽ đảm bảo hoạt động chất lượng cao.
Quy trình sản xuất bộ sạc cho nhiệm vụ được thảo luận dưới đây.
1. Cài đặt dữ liệu nguồn.
Để hoạt động đúng cách của pin hydride kim loại niken, nên duy trì điện áp hoạt động trên các tế bào trong vòng 1,2 ... 1,4 volt, cho phép giảm tối đa 0,9 volt. Nên thực hiện sạc nhanh các pin pin NiMH ở điện áp 0,8 ... 1,8 volt, với dòng sạc trong khoảng 0,3 ... 0,5C.
Điện áp hoạt động cho pin Li-ion là 3.0 ... 3.7 volt. Pin phải được sạc với điện áp tối đa là 4.2 volt, với dòng sạc trong khoảng 0,1 ... 0,5 C (tối đa 450 mA với dung lượng pin 900 mAh).
Đưa ra các khuyến nghị, chúng tôi thiết lập các đặc điểm sau của bộ nhớ được sản xuất:
Điện áp đầu ra là 1,3 ... 1,8 volt (đối với pin NiMH).
Điện áp đầu ra là 3,5 ... 4.2 volt (đối với pin Li-ion).
Dòng điện đầu ra (có thể điều chỉnh) - 100 ... 400 mA (... 900 mA).
Điện áp đầu vào là 9 ... 12 volt.
Dòng điện đầu vào là 400 mA (1000 mA).
2. Nguồn hiện tại.
Là một nguồn hiện tại cho bộ nhớ, chúng tôi sử dụng bộ chuyển đổi điện thoại di động 220/9 volt, 400 mA. Bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi mạnh hơn (ví dụ: 220 / 1.6 ... 12 volt, 1000 mA). Trong trường hợp này, những thay đổi trong thiết kế của bộ nhớ là không bắt buộc.
3. Mạch sạc.
Mạch nhớ dễ sản xuất và vận hành, nó không có các bộ phận khan hiếm và đắt tiền. Thiết bị cho phép bạn sạc nhiều loại pin khác nhau với dòng điện ổn định, được cài đặt sẵn. Ngoài ra, trước khi bắt đầu sạc, bạn có thể đặt giới hạn điện áp, trên đó nó sẽ không tăng ở các cực của pin, trong toàn bộ quá trình sạc.
Hãy tạo bộ nhớ theo sơ đồ.
4. Mô tả hoạt động của mạch nhớ.
Đơn vị điều khiển hiện tại đầu ra được xây dựng trên một bóng bán dẫn composite VT1. Giá trị tối đa của dòng sạc đầu ra bị giới hạn bởi điện trở R7 có điện trở thấp (với xếp hạng của các bộ phận được chỉ định trên sơ đồ và đơn vị cung cấp điện tương ứng, dòng sạc tối đa của pin Li-ion đạt 1,2 A). Trong trường hợp không có điện trở, điện trở và công suất cần thiết, nó có thể được lắp ráp từ một số điện trở rẻ và phổ biến. Ví dụ, trong thiết kế trên, điện trở R7 ba watt có điện trở 3,4 Ohms được lắp ráp từ hai nhóm kết nối nối tiếp, ba điện trở song song MLT-1 với điện trở 5,1 Ohms.
Trên bóng bán dẫn VT2 và điện trở R5, R6, bộ ổn định và bộ điều chỉnh dòng điện được thực hiện. Biến trở R6 được kết nối song song với điện trở giới hạn R7 và là một cảm biến hiện tại. Dòng điện qua điện trở R6 tỷ lệ với dòng điện qua điện trở R7, nhưng do tỷ lệ của điện trở nên nhỏ hơn nhiều, cho phép bạn điều khiển dòng điện đầu ra bằng cách sử dụng điện trở xoay chiều và bóng bán dẫn công suất thấp.
Dưới tải, sụt áp xuất hiện trong cảm biến hiện tại tỷ lệ với dòng đi qua. Khi dòng sạc thay đổi, vì nhiều lý do, điện áp giảm trên R6 và theo đó, điện áp điều khiển dựa trên bóng bán dẫn VT2 thay đổi theo tỷ lệ.
Với việc tăng điện áp trên cơ sở VT2, K-E hiện tại của bóng bán dẫn VT2 tăng, làm giảm điện áp trên cơ sở VT1. Trong trường hợp này, bóng bán dẫn điện VT1 bắt đầu đóng, làm giảm dòng sạc của pin. Ngược lại, với việc giảm điện áp dựa trên VT2, dòng sạc tăng. Do đó, tự động điều chỉnh dòng điện trong tải được thực hiện - ổn định dòng điện tích.
Bằng cách thay đổi điện trở của điện trở R6, chúng ta có thể đặt dòng sạc pin cần thiết. Sau khi điều chỉnh, các quá trình ổn định tương tự của dòng điện mới được thiết lập xảy ra.
Nút để đặt điện áp giới hạn được thực hiện trên bộ điều chỉnh điện áp DA1 (TL431). Chọn điện trở của điện trở R3 và R4, chúng tôi chọn phạm vi điều khiển điện áp tối ưu. Sử dụng biến trở R4, chúng tôi đặt giới hạn điện áp đầu ra (trước khi kết nối pin với bộ sạc).
Khi bạn kết nối pin đã xả với bộ sạc, điện áp đầu ra sẽ giảm. Dòng điện được đặt bởi điện trở R6 bắt đầu chảy qua pin. Khi sạc và tăng điện áp trên pin, điện thế ở điện cực điều khiển của diode zener DA1 đạt tới 2,5 volt, diode zener TL431 bắt đầu mở. Đồng thời, điện áp dựa trên VT1 giảm dần, bóng bán dẫn đóng lại và dòng sạc chạy qua nó giảm dần xuống gần như bằng không.
Một ampe kế (vạn năng) được bao gồm trong đầu nối X2 để cài đặt và giám sát dòng sạc, khi sạc các phần tử cùng loại, một jumper được cài đặt thay thế.
Đầu nối X3 được sử dụng để lắp đặt pin Li-ion từ điện thoại di động. Có thể lắp đặt pin hình trụ có độ dài khác nhau với điện áp 1,2 ... 1,4 volt trong đầu nối X4. Điốt VD1 và VD2 được bao gồm trong mạch kết nối X4 để giảm điện áp sạc pin xuống 1,3 ... 1,8 volt và để tránh xả pin khi tắt bộ sạc. Sử dụng đầu dò từ xa với clip, bạn có thể kết nối pin không chuẩn với điện áp hoạt động lên đến 6 ... 9 volt để sạc.
5. Làm vỏ sạc
Đối với vỏ của bộ nhớ, chúng tôi sử dụng vỏ nhựa từ rơle cũ, kích thước 90 x 60 x 65 mm. Chúng tôi củng cố trường hợp với một bảng điều khiển PCB để cài đặt kết nối. Chúng tôi khoan các lỗ gắn yêu cầu.
6. Chúng tôi hoàn thành trường hợp với các đầu nối và sản xuất các yếu tố phi tiêu chuẩn.
7. Chúng tôi lắp ráp các trường hợp với các yếu tố bản lề. Trên bảng điều khiển phía sau có các đầu nối - điều khiển X2 (phía dưới) và đầu vào X1 để kết nối với bộ điều hợp nguồn của bộ sạc. Trên cùng của vỏ là một bảng điều khiển để lắp đặt pin Li-ion.
8. Chỗ ở được cố định ở mặt trước của bộ nhớ và danh bạ để lắp đặt pin hình trụ.
9. Chúng tôi hoàn thành bộ nhớ với các bộ phận theo sơ đồ trên.
Chúng tôi hoãn các bộ phận có rất nhiều nhiệt. Trong trường hợp này, nó là một bóng bán dẫn điện VT1 trên bộ tản nhiệt và điện trở R7 được lắp ráp, bao gồm sáu điện trở có công suất thấp hơn. Để cải thiện chế độ nhiệt độ, chúng tôi thu thập các bộ phận này trên một bảng riêng biệt. Các phần còn lại được cài đặt và hàn trên bảng thứ hai.
Kích thước của các bảng được xác định bởi kích thước bên trong của vỏ và vị trí của chúng trong khối lượng của vỏ. Khi đã quyết định vị trí của các bảng, chúng tôi khoan lỗ trong trường hợp cho sức đề kháng thay đổi và lỗ thông gió để tản nhiệt.
10. Bộ nhớ
Theo sơ đồ bộ nhớ, chúng tôi thu thập các bảng điện và điều khiển cùng nhau, chúng tôi kiểm tra hoạt động của mạch.
Chúng tôi cài đặt và sửa chữa tất cả các phụ kiện trong nhà ở. Để loại trừ tiếp xúc điện có thể, chúng tôi cách ly bảng điều khiển khỏi môi trường bằng nắp nhựa.
Chúng tôi lắp ráp toàn bộ thiết kế của bộ nhớ và kiểm tra hoạt động của thiết bị.
11. Công việc của bộ sạc.
Trước khi kết nối pin Li-ion với bộ sạc, sử dụng biến trở R4 (điều chỉnh điện áp), chúng tôi đặt giới hạn sạc trên các cực đầu ra cho pin này.
Chúng tôi kết nối pin, điện áp đầu ra giảm xuống điện áp còn lại trên pin. Bằng cách điều chỉnh điện trở của điện trở R6 (điều chỉnh dòng điện), chúng tôi đặt dòng sạc cần thiết.
Khi cài đặt một tế bào pin hình trụ, quá trình chọn chế độ là tương tự.
Khi bật bộ sạc, trước khi lắp pin, bộ ổn áp DA1 sẽ mở (điện áp trên điện cực điều khiển của diode zener cao hơn 2,5 volt) và đèn LED2 sáng lên (chỉ báo màu đỏ, bên trái).
Chúng tôi kết nối pin, điện áp đầu ra giảm. Sạc bắt đầu với dòng ổn định. LED2 đi ra ngoài. Tùy thuộc vào dòng điện đặt, một số đèn LED3 (đèn đỏ, phải) có thể chiếu sáng.
Khi đạt được điện áp đặt, điện tích sẽ tiếp tục ở điện áp này, nhưng với dòng điện giảm. Độ sáng của LED3 tăng, LED2 bật. Độ sáng tối đa của đèn LED LED2 và LED3 cho biết dòng sạc tối thiểu vốn có đến hết sạc pin.
