Ryż. 14.15. Obwód ładowarki do akumulatorów niklowo-kadmowych
Wykres pokazuje parametry ładowania akumulatorów TsNK-0,45. Ładowarka umożliwia również ładowanie akumulatorów typu D-0,06, D-0,125, D-0,25, jednak dla każdego z nich konieczne jest zainstalowanie w obwodzie bazowym tranzystora rezystora, który zapewnia odpowiedni początkowy prąd ładowania.
Ładowarka nie posiada układu zabezpieczającego przed przeciążeniem. Urządzenie zasilane jest ze stabilizowanego źródła +5 V o maksymalnym natężeniu prądu 2 A.
Należy zauważyć, że nie należy rozładowywać akumulatorów poniżej 1 6, akumulatory takie tracą swoją pojemność nominalną, a czasem ulegają odwróceniu.
Aby monitorować koniec ładowania, możesz wykorzystać obwód z ryc. 14.16.
Ryż. 14.16. Koniec obwodu sterującego ładowaniem
Opiera się na komparatorze DA1. Wejście nieodwracające otrzymuje napięcie 1,35 B z regulowanego rezystora R1. Poprzez styki przycisku SB1 na wejście odwracające podawane jest napięcie ze sterowanego akumulatora. Jeżeli po unieruchomieniu przycisku SB1 w pozycji wciśniętej dioda HL1 zacznie się świecić, oznacza to, że akumulator został naładowany do napięcia nominalnego 1,35 V. Następnie monitorowane jest napięcie na kolejnym akumulatorze itp.
Automatycznie wyłączająca się ładowarka oparta na wyłączniku tyrystorowym (rys. 14.17) składa się z prostownika i źródła stabilizowanego napięcia odniesienia. Źródło napięcia odniesienia wykonane jest za pomocą diody Zenera VD6. Przez dzielnik rezystancyjny (potencjometr R2) do podstawy tranzystora VT2 dostarczane jest stabilizowane napięcie. Dioda VD7 jest połączona z emiterem tego tranzystora poprzez jego anodę, połączona katodą z ładowanym akumulatorem. Gdy tylko napięcie na akumulatorze wzrośnie powyżej określonego poziomu, tranzystory VT1 i VT2, a także tyrystor, przez który przepływa prąd ładowania, wyłączą się, przerywając proces ładowania.
Warto zaznaczyć, że tyrystor zasilany jest prostowanymi impulsami napięcia z mostka diodowego VD1 - VD4. Kondensator filtrujący C1, obwód tranzystorowy i stabilizator napięcia są połączone z prostownikiem za pomocą diody VD5. Żarówka sygnalizuje proces ładowania i w razie potrzeby ogranicza prąd zwarciowy w sytuacji awaryjnej.
Ładowarki mogą również wykorzystywać obwód stabilizatora prądu. Na ryc. Rysunek 14.18 przedstawia obwód ładowarki oparty na chipie LM117 z prądem ładowania ograniczonym do 50 mA. Wielkość tego prądu można łatwo zmienić za pomocą rezystora R1.
Ryż. 14.17. Obwód ładowarki z automatycznym wyłączaniem
Ryż. 14.18. Obwód ładowarki oparty na stabilizatorze prądu 
Ryż. 14.19. Obwód ładowarki do ładowania akumulatora 12V
Prostą ładowarkę do ładowania akumulatora 12 V można wykonać w oparciu o mikroukład typu LM117 (ryc. 14.19). Rezystancję wyjściową urządzenia określa się na podstawie wartości rezystora Rs.
Schemat innej ładowarki z ogranicznikiem prądu ładowania na poziomie 600 mA (o rezystancji rezystora R3 = 1 Ohm) do ładowania akumulatora 6 V pokazano na rys. 14.20.
Ryż. 14.20. Obwód ładowarki z ograniczeniem prądu ładowania
Ryż. 14.21. Schemat ładowarki akumulatorów TsNK-0,45
W obwodzie ładowarki (ryc. 14.21) do ładowania akumulatorów typu TsNK-0.45 służy stabilizator prądu na mikroukładzie typu KR142EN5A. Prąd ładowania (50...55 mA) ustalany jest przez rezystancję rezystora R1: na tej rezystancji spada dokładnie 5 V, w związku z czym prąd płynący przez szeregowy łańcuch ładowanego akumulatora i stabilny generator prądu oparty na Mikroukład DA1 to ( B)/120 (om)=45+\s (mA), gdzie 1C=5...10 mA to prąd pobierany przez mikroukład. W rzeczywistości prąd będzie wyższy od podanej wartości o kolejne 3 mA, ponieważ w obliczeniach nie uwzględnia się prądu płynącego przez wskaźnik LED HL1, który wskazuje działanie urządzenia.
Napięcie na kondensatorze filtrującym C1 powinno wynosić około 15...25 V.
W przypadku stosowania stabilizatorów na wyższe napięcie wyjściowe należy zmienić (zwiększyć) wartość rezystora R1.
Urządzenie można stosować z innymi prądami ładowania, do 1 A, niemal bez przeróbek, będzie to wymagało doboru rezystora R1 i w razie potrzeby zastosowania radiatora dla układu DA1.
Ładowarka (patrz rys. 14.22) zasilana jest napięciem wyprostowanym 12 V. Rezystancję rezystorów ograniczających prąd oblicza się ze wzoru: R=UCT/I, Gdzie UCT– napięcie wyjściowe stabilizatora; I– prąd ładowania. W rozpatrywanym przypadku UCT=1,25 B; odpowiednio rezystancja rezystorów jest następująca: R1=1,25/0,025=50 oma, R2=1,25/0,0125=100 oma. Obliczenia nie uwzględniają poboru prądu mikroukładu (patrz wyżej), który może wynosić 5... 10 mA.
Ryż. 14.22. Obwód ładowarki ze stabilizacją prądu
W urządzeniu można zastosować mikroukłady typu SD1083, SD1084, ND1083 lub ND1084.
Schemat zagranicznej ładowarki „VS-100” pokazano na ryc. 14.23. Urządzenie umożliwia jednoczesne ładowanie 3 par akumulatorów Ni-Cd. Podczas ładowania dioda HL1 świeci się, następnie dioda HL1 zaczyna okresowo migać. Stałe świecenie diod HL1 i HL2 sygnalizuje zakończenie procesu ładowania.
Ładowarka VS-100 nie jest pozbawiona wad. Ładowanie najpopularniejszych akumulatorów o pojemności 450 mAh prądem 160…180 mA okazuje się niedopuszczalne. Nie wszystkie akumulatory wytrzymują tryb przyspieszonego ładowania, dlatego O. Dolgov opracował bardziej zaawansowaną ładowarkę, której schemat pokazano na poniższym rysunku (ryc. 14.24).
Napięcie sieciowe, obniżone przez transformator T1 do 10 V, jest prostowane przez diody VD1 - VD4 i poprzez rezystor ograniczający prąd R2 i tranzystor kompozytowy VT2, VT3 jest dostarczane do ładującego akumulatora GB1. Dioda LED HL1 sygnalizuje obecność prądu ładowania.
Ryż. 14.23. Schemat ładowarki „VS-100” do akumulatorów Ni-Cd
Ryż. 14.24. Schemat ulepszonej ładowarki do akumulatorów Ni-Cd
Wartość początkowego prądu ładowania zależy od napięcia uzwojenia wtórnego transformatora i rezystancji rezystora R2. Ale napięcie na wyjściu urządzenia nie wystarcza do otwarcia diody Zenera VD5, więc tranzystor VT1 jest zamknięty, a tranzystor kompozytowy jest otwarty i znajduje się w stanie nasycenia. Gdy napięcie akumulatora osiągnie 2,7…2,8 V, tranzystor VT1 otwiera się, zapala się dioda LED HL2, a tranzystor kompozytowy zamykając się, zmniejsza prąd ładowania.
Uzwojenie wtórne transformatora sieciowego należy zaprojektować na napięcie 8...12 V i maksymalny prąd ładowania, biorąc pod uwagę wszystkie jednocześnie ładowane akumulatory. Początkowy prąd ładowania proponowanego urządzenia wynosi około 100 mA.
Konfiguracja urządzenia sprowadza się do ustawienia maksymalnego prądu ładowania i napięcia wyjściowego, przy którym zacznie świecić wskaźnik HL2. Para rozładowanych akumulatorów jest podłączana do wyjścia urządzenia za pomocą miliamperomierza i wymagany prąd ładowania ustawia się poprzez dobór rezystora R2. Następnie wyjście emitera tranzystora VT3 jest chwilowo odłączane od obwodów zewnętrznych, para w pełni naładowanych akumulatorów (lub inne źródło o napięciu 2,7...2,8 V) jest podłączana do wyjścia urządzenia i poprzez dobór rezystorów R5 i R6, dioda HL2 świeci się. Następnie przywracane jest otwarte połączenie - i urządzenie jest gotowe do pracy.
Do ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych V. Sevastyanov zastosował stabilizator prądu oparty na układzie scalonym DA1 typu KR142EN1A (ryc. 14.25). Wielkość prądu ładowania jest kontrolowana z grubsza i płynnie za pomocą rezystorów R3 i R4.
Sam mikroukład może zapewnić znamionowy prąd wyjściowy do 50 mA i maksymalny prąd wyjściowy do 150 mA. W przypadku konieczności zwiększenia tego prądu należy podłączyć wzmacniacz tranzystorowy wykorzystujący tranzystor kompozytowy. Tranzystor należy zamontować na grzejniku. W wersji pokazanej na rys. 14.25, urządzenie zapewnia na wyjściu regulowany stabilny prąd w zakresie 3,5…250 mA.
Elementy naładowane podłączane są do urządzenia za pomocą diod VD1 - VD3.
Aby naładować akumulatory D-0.06, całkowity prąd ładowania ustawia się w zakresie 16...18 mA; Ładowanie tym prądem trwa 6 godzin, następnie prąd ładowania zmniejsza się o połowę i ładowanie kontynuuje się przez kolejne 6 godzin.
Ryż. 14.25. Obwód stabilizatora prądu do ładowania akumulatorów Ni-Cd
Ryż. 14.26. Schemat urządzenia do renowacji elementów srebrno-cynkowych STs-21
Aby naładować elementy srebrno-cynkowe STs-21, V. Pitsman zastosował obwód (ryc. 14.26), który opiera się na oscylatorze głównym opartym na tranzystorze i mikroukładzie K155LAZ. Do pinów 8 i 11 mikroukładu DA1 podłączone są łańcuchy diod utworzone z połączonych szeregowo diod krzemowych KD102, z równolegle do nich połączoną diodą germanową D310.
Dzięki temu włączeniu, gdy na wyjściu mikroukładu pojawiają się na przemian wartości logicznego zera i logicznej jedynki (tj. łącząc łańcuch diod z dodatnią lub wspólną szyną źródła zasilania), elementy GB1 i GB2 są dozowane naprzemiennie, po czym następuje ich wyładowanie. Wielkość prądu ładowania przekracza prąd rozładowania, co ostatecznie pomaga przywrócić właściwości elementów.
Aby mieć pewność, że długotrwałe przechowywanie nie doprowadzi do uszkodzenia akumulatora, należy go stale utrzymywać w stanie naładowanym. Producenci zalecają ładowanie akumulatorów prądem równym 0,1 pojemności nominalnej (tj. dla 6ST-55 prąd ładowania wyniesie 5,5 A), ale nadaje się to tylko do szybkiego ładowania „wyczerpanego” akumulatora. Jak pokazuje praktyka, do naładowania akumulatora podczas długotrwałego przechowywania potrzebny jest niewielki prąd, około 0,1...0,3 A (dla 6ST-55). Jeżeli przechowywany akumulator okresowo, mniej więcej raz na miesiąc, będzie ładowany w taki sposób przez 2...3 dni, to można mieć pewność, że będzie gotowy do użycia w każdej chwili, nawet po kilku latach takiego przechowywania.
Na ryc. Rysunek 16.6 pokazuje schemat urządzenia „ładowującego” - beztransformatorowego źródła zasilania, które wytwarza stałe napięcie 14,4 V przy prądzie do 0,3 A. Źródło zbudowane jest w oparciu o obwód stabilizatora parametrycznego z balastem pojemnościowym. Napięcie z sieci dostarczane jest do prostownika mostkowego VD1 - VD4 przez kondensator C1. Na wyjściu prostownika załączona jest dioda Zenera VD5 o napięciu 14,4 V. Kondensator C1 ogranicza prąd do wartości nie większej niż 0,3 A. Kondensator C2 wygładza tętnienia wyprostowanego napięcia. Akumulator jest podłączony równolegle z diodą Zenera VD5.
Ryż. 16.6. Schemat urządzenia do ładowania akumulatorów
Kiedy akumulator rozładuje się samoczynnie do napięcia poniżej 14,4 V, rozpoczyna się jego „miękkie” ładowanie niskim prądem. Wielkość tego prądu jest odwrotnie zależna od napięcia na akumulatorze, ale w każdym przypadku nawet przy zwarciu nie przekracza 0,3 A. Gdy akumulator zostanie naładowany do napięcia 14,4 V, proces zatrzymuje się.
Podczas obsługi urządzenia należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa podczas pracy przy instalacjach elektrycznych.
Prosta ładowarka do ładowania akumulatorów samochodowych lub traktorowych (ryc. 16.7) ma tę zaletę, że zwiększa bezpieczeństwo pracy w porównaniu do analogów beztransformatorowych. Jednak jego transformator jest dość skomplikowany: ma wiele odczepów do regulacji prądu ładowania.
Prąd ładowania reguluje się za pomocą przełącznika suwakowego S1 poprzez zmianę liczby zwojów uzwojenia pierwotnego. Prostownik zapewnia prąd ładowania o wartości 10...15 A.
Przenośne urządzenie przeznaczone do ładowania akumulatorów litowych (litowo-jonowych) prądem pulsującym pokazano na ryc. 16.9. Automatyczna ładowarka wykonana jest w oparciu o specjalistyczny mikroukład firmy MAXIM - MAX1679. Ładowarka zasilana jest z zasilacza sieciowego zdolnego dostarczyć napięcie 6 V przy prądzie do 800 mA. Aby zabezpieczyć obwód przed nieprawidłowym podłączeniem, zastosowano diodę VD1 - diodę Schottky'ego - przeznaczoną na prąd przewodzenia 1 A przy maksymalnym napięciu wstecznym 30 V. Dioda LED HL1 ma za zadanie sygnalizować pracę ładowarki.
Ryż. 16.8. Schemat urządzenia do ładowania akumulatorów 12 V prądem od 1 do 15 A
Ryż. 16.9. Układ ładowarki do akumulatorów litowo-jonowych oparty na chipie MAX1679
Ryż. 16.10. Obwód przetwornicy Boost do ładowania akumulatora 13,8 V stacji radiowej VHF z sieci pokładowej pojazdu
Aby zwiększyć stabilność urządzenia przy zmianach temperatury otoczenia od 0 do 50°C zastosowano termistor typu R2 NTC FENWAL 140-103LAG-RBI, mający rezystancję 10 kOhm w temperaturze 25 °C.
Napięcie ogniwa litowo-jonowego wynosi 2,5 V na ogniwo.
Prosta ładowarka przeznaczona do ładowania akumulatora o napięciu 13,8 B z sieci pokładowej pojazdu (około 12 V), wykonana jest w oparciu o przetwornicę napięcia podwyższającego opartą na chipie LT1170CT. 16.10). Mikroukład wytwarza impulsy o częstotliwości 00 kHz. Impulsy te docierają do wewnętrznego stopnia kluczowego mikroukładu (jego wyjście to pin 4). Łańcuch elementów rezystancyjnych R2, R3 przeznaczony jest do monitorowania wahań napięcia wyjściowego i organizowania sprzężenia zwrotnego śledzenia napięcia (pin 2 mikroukładu). Napięcie wyjściowe jest regulowane poprzez dobór tych rezystorów. Prostownik konwertera wykonany jest na diodzie VD2 - dioda Schottky'ego typu MBR760 prądu stałego do 5/4).
Prąd ładowania akumulatora wynosi do 2 A, sprawność przetwornicy sięga 90%.
Regeneracja akumulatorów pasywowanych
W wyniku niewłaściwego użytkowania akumulatorów ich płytki ulegają pasywacji i ulegają uszkodzeniu. Znana jest jednak metoda przywracania takich akumulatorów prądem asymetrycznym (ze stosunkiem składowych ładowania i rozładowywania tego prądu wynoszącym 10:1 i stosunkiem impulsów tych składowych wynoszącym 1:2). Metoda ta pozwala na aktywację powierzchni płytek starych akumulatorów i przeprowadzenie konserwacji zapobiegawczej działających [2].
Ryż. 1. Ładowanie akumulatora prądem asymetrycznym. Schemat obwodu elektrycznego
Na ryc. Rysunek 1 przedstawia obwód ładowania akumulatora prądem asymetrycznym, przeznaczony do pracy z akumulatorem 12 V i zapewniający impulsowy prąd ładowania 5 A i prąd rozładowania 0,5 A. Jest to regulator prądu montowany na tranzystorach VT1...VT3. Urządzenie zasilane jest napięciem prądu przemiennego o napięciu 22 V (wartość amplitudy 30 V). Przy znamionowym prądzie ładowania napięcie na naładowanym akumulatorze wynosi 13...15 V (napięcie średnie 14 V).
W jednym okresie napięcia przemiennego powstaje jeden impuls prądu ładowania (kąt odcięcia a = 60ْ). W przerwie między impulsami ładowania impuls rozładowania jest tworzony przez rezystor R3, którego rezystancję dobiera się zgodnie z wymaganą amplitudą prądu rozładowania. Należy wziąć pod uwagę, że całkowity prąd ładowarki powinien być 1,1 razy większy od prądu ładowania akumulatora, ponieważ podczas ładowania rezystor R3 jest podłączony równolegle do akumulatora i przepływa przez niego prąd. W przypadku użycia amperomierza analogowego będzie on wskazywał około jednej trzeciej amplitudy impulsu prądu ładowania. Obwód jest zabezpieczony przed zwarciem wyjścia.
Akumulator jest ładowany do momentu wystąpienia obfitego wydzielania się gazu (wrzenia) we wszystkich bankach, a napięcie i gęstość elektrolitu pozostają stałe przez dwie godziny z rzędu. To znak końca ładowania. Następnie należy wyrównać gęstość elektrolitu we wszystkich bankach i kontynuować ładowanie przez około 30 minut, aby lepiej wymieszać elektrolit.
Podczas ładowania akumulatora należy monitorować temperaturę elektrolitu i nie dopuścić do jej przekroczenia: 45ْ C w strefie klimatu umiarkowanego i zimnego oraz 50ْ C w strefie klimatu ciepłego i gorącego oraz wilgotnego.
Ponieważ podczas ładowania akumulatorów kwasowych wydziela się wodór, akumulatory należy ładować w dobrze wentylowanych pomieszczeniach, nie wolno palić ani używać źródeł otwartego ognia. Powstała mieszanina wybuchowa ma wielką siłę niszczycielską.
(Gaz uwalniający się podczas wrzenia elektrolitu niesie kropelki kwasu, które dostając się do układu oddechowego, na błony śluzowe oczu, skórę, powodują ich korozję, dlatego lepiej ładować akumulatory na świeżym powietrzu na zewnątrz - Stany Zjednoczone9 LAQ).
Literatura: 1. Baterie i akumulatory. Seria „Publikacja informacyjna”.
Wydanie 1. „Nauka i technologia”, Kijów, 1995, s. 30...31.
2. Baterie Deordiev S.S. i ich pielęgnacja. Sprzęt, Kijów, 1985
P. S. Temat dotyczy każdego, kto korzysta z autonomicznego zasilania dużej mocy, mobilnych (mobilnych) stacji radiowych, uczestników wypraw radiowych i „Dni Pola”. Lepiej jest zainstalować tranzystory VT2 i VT3 na radiatorach o wystarczającej powierzchni. Lepiej jest wykonać mocne rezystory o niskiej rezystancji z drutu miedzianego, owijając je wokół ramy wykonanej z niepalnego, ogniotrwałego materiału. Możliwe jest wykonanie takich rezystorów z drutu o wysokiej rezystancji lub zastosowanie mocnych żarówek niskiego napięcia. Ponieważ te ostatnie mają zmienną rezystancję, z jednej strony mogą powodować niestabilność progu zabezpieczenia, z drugiej strony połączone szeregowo będą (dodatkowymi) stabilizatorami prądu (tu: prądu ładowania).
W przypadku akumulatorów szczelnych z elektrolitem żelowym, wraz z cyklicznym trybem delikatnego ładowania stałym prądem, wykorzystują one tryb ładowania zmiennego prądu ładowania przy stałym napięciu, w takim przypadku konieczne jest ustawienie napięcia na 2,23...2,3 V na akumulator ogniwa, które w przeliczeniu np. dla akumulatora 12 V będzie wynosić: 13,38...13,8 V. Gdy temperatura zmieni się z minus 30°C na plus 50°C, napięcie ładowania może zmienić się z 2,15 na 2,55 V na komórkę. Przy temperaturze 20°C przy zastosowaniu akumulatora w trybie buforowym napięcie na nim powinno mieścić się w przedziale 2,3...2,35 V na ogniwo. Wahania napięcia (na przykład podczas zmiany obciążenia w zasilaczu kombinowanym z baterią „buforową”) nie powinny przekraczać plus/minus 30 mV na element. Gdy napięcia ładowania są większe niż 2,4 V na ogniwo, należy podjąć środki w celu ograniczenia prądu ładowania do maksymalnie 0,5 A na amperogodzinę pojemności.
W przypadku stosowania akumulatora w buforze ze stabilizatorem napięcia napięcie na wyjściu tego ostatniego należy tak dobrać, aby nie przekraczało napięcia świeżo naładowanego akumulatora, np. 14,2 V dla akumulatora 12 V, biorąc pod uwagę uwzględnić spadek napięcia na diodzie izolacyjnej (między stabilizatorem a akumulatorem), który należy dobrać z marginesem maksymalnego prądu obciążenia i prądu ładowania akumulatora (chyba że wykluczona jest możliwość podłączenia rozładowanego akumulatora).
Dioda musi mieć maksymalną możliwą rezystancję wsteczną i minimalną możliwą rezystancję przewodzenia, aby zapewnić odpowiednio minimalne rozładowanie akumulatora przez stabilizator odłączony od sieci i minimalny spadek napięcia ładowania przy zmianie obciążenia, jak wskazano powyżej. Odpowiednie są tutaj mocne diody z barierą Schottky'ego.
Zasady opisane powyżej są w większości dopuszczalne w przypadku miniaturowych akumulatorów bezkwasowych, ale napięcia i prądy są inne.
Kilka słów o regeneracji ogniw galwanicznych.
Ryż. 2. Ładowanie ogniw galwanicznych prądem asymetrycznym. Podstawowy schemat elektryczny.
W [1] podano prosty schemat ładowania ogniw galwanicznych prądem asymetrycznym, gdy dwie diody są podłączone do uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie zgodnie z półfalowym obwodem prostowniczym napięcia dodatniego i ujemnego. Dwuwatowy rezystor o rezystancji 13 omów łączy się szeregowo z jedną diodą (dla prądu ładowania bezpośredniego), a szeregowo z drugą, połączoną w przeciwnej polaryzacji, tym samym rezystorem, ale o rezystancji 100 omów, aby uzyskać zapewnić prąd rozładowania. Obydwa obwody są połączone z ogniwem galwanicznym lub baterią. (ryc. 2). Dzięki wielkości napięcia podawanego na wejście prostowników lub wartości wartości rezystorów w dostępnej proporcji można synchronicznie zmieniać prąd ładowania i rozładowania źródeł prądu galwanicznego. Stosunek prądu ładowania do prądu rozładowania wynosi tutaj 10:1, stosunek czasu trwania impulsu wynosi 1:2. Jak wskazano w [1], urządzenie umożliwia aktywację baterii zegarkowych i starych małych baterii. Co więcej, ładowanie tego pierwszego powinno odbywać się prądem nie większym niż 2 mA i trwać nie dłużej niż 5 godzin.
Swego czasu stosowałem „pływającą” metodę ładowania ogniw galwanicznych, co pozwoliło mi na eksploatację trzech 9-woltowych zestawów składających się z 316 elementów „Prima” przez kilka lat i łącznie przez 4 lata, gdy elementy są połączone w jeden „ocalały” z trzech zestawów. Elementy zostały zrobione na nowo: dosłownie dwa tygodnie po wydaniu dotarły do mnie, przeprowadzono wstępną selekcję pod kątem tożsamości i przemyślano procedurę działania. Wybrany przeze mnie tryb ładowania zapewniał prąd ładowania przez 12...15 godzin z zasilacza stabilizowanego o napięciu wyjściowym 9,6 V, czyli 1,51 V na element (możliwe jest do 1,52...1,53 V). Tryb ten zapobiega nagrzewaniu się elementów podczas ładowania, co sprawia, że elementy nie wysychają przez długi czas. Akumulator pracował w radiostacji CB o mocy wyjściowej do 1 W (VIS-R). Elementy nie były magazynowane w stanie rozładowanym, eksploatację prowadzono w buforze (stabilizator z akumulatorem) w warunkach stacjonarnych oraz w warunkach polowych, z których po powrocie akumulator (wewnątrz stacji) wracał na swoje miejsce: do stabilizator.
Nie spiesz się, aby wyrzucić zużyte ogniwa galwaniczne 373, 343 itp. Niektóre z nich można przywrócić, ładując prądem pulsacyjnym.
Urządzenie zasilane jest dowolnym transformatorem, który ma uzwojenie o napięciu 6,3 V. Żarówka HL (6,3 V; 0,22 A) nie tylko spełnia funkcje sygnalizacyjne, ale także ogranicza prąd ładowania elementu, a także chroni transformator w przypadku zwarć w obwodzie ładowania. Dioda Zenera VD1 typu KS119A ogranicza napięcie ładowania elementu. Można go zastąpić zestawem połączonych szeregowo diod - dwóch krzemowych i jednej germanowej - o dopuszczalnym średnim prądzie co najmniej 100 mA. Diody VD2 i VD3 to dowolne diody krzemowe o tym samym dopuszczalnym średnim prądzie. Pojemność kondensatora C wynosi od 3 do 5 µF dla napięcia roboczego co najmniej 16 V.
Obwód przełącznika S1, gniazd sterujących X1, X2 do podłączenia woltomierza, przycisku S2 i rezystora R o rezystancji 10 omów służy do monitorowania stanu elementu E przed i po ładowaniu.
Stan elementu zależy od napięcia bez obciążenia i jego spadku po podłączeniu standardowego obciążenia 10 omów. Stan normalny odpowiada napięciu co najmniej 1,4 V i jego spadkowi o nie więcej niż 0,2 V. Ogniwa rozładowane bez śladów wycieku elektrolitu można przywrócić przy napięciu bez obciążenia nie niższym niż 1 V. Ogniwa zregenerowane o zmniejszonym obciążeniu pojemność (obniżenie napięcia powyżej 0,62 V przy podłączeniu obciążenia 1 Ohm) może pracować w zegarkach elektronicznych, odbiornikach tranzystorowych i innych urządzeniach AGD o niskim poborze prądu.
Napięcie odzyskanego ogniwa waha się zwykle od 1,5 do 1,8 V. Dla wszystkich typów ogniw minimalny wymagany czas ładowania nie przekracza 8 godzin. Stopień naładowania elementu można również ocenić na podstawie jasności lampy HL. Przed podłączeniem elementu świeci z w przybliżeniu pełną intensywnością; po podłączeniu rozładowanego elementu jasność jarzenia zauważalnie wzrasta, a pod koniec cyklu ładowania podłączanie i odłączanie elementu nie powoduje prawie żadnej zmiany jasności.
Ilość cykli ładowania jest nieograniczona, element wytrzymuje do momentu zniszczenia szkła cynkowego i wycieku elektrolitu. Podczas ładowania elementów typu STs-30, STs-21 itp. (w przypadku zegarków naręcznych) konieczne jest podłączenie szeregowo z elementem rezystora 300 - 500 Ohm.
Elementy akumulatora typu 336 i inne ładowane są pojedynczo, aby uzyskać dostęp do każdego z nich należy otworzyć kartonowe dno akumulatora.
W wyniku przeprowadzonych eksperymentów udało się określić optymalne tryby regeneracji prądu i opracować ładowarki odpowiednie dla większości ogniw. Jednocześnie odzyskały pierwotną pojemność, a czasem nawet ją nieznacznie przekroczyły.
Należy regenerować ogniwa, a nie akumulatory z nich, ponieważ nawet jedno z ogniw połączonych szeregowo, które stało się bezużyteczne (rozładowane poniżej dopuszczalnego poziomu) uniemożliwia regenerację akumulatora.
Jeśli chodzi o proces ładowania, należy go przeprowadzić asymetrycznym prądem z napięciem 2,4...2,45 V. Przy niższych napięciach regeneracja jest bardzo opóźniona, a elementy później 8...10 godzin Nie wypełniają nawet połowy pojemności. Przy wyższych napięciach często zdarzają się przypadki wrzenia elementów, przez co stają się one bezużyteczne.
Przed przystąpieniem do ładowania elementu należy przeprowadzić jego diagnostykę, której zadaniem jest określenie wytrzymałości elementu na określone obciążenie. Aby to zrobić, najpierw podłącz woltomierz do elementu i zmierz napięcie resztkowe, które nie powinno być niższe niż 1 V. (Element o niższym napięciu nie nadaje się do regeneracji.) Następnie element jest ładowany przez 1...2 sekundy rezystor 10 omów, a jeśli napięcie elementu spadnie nie więcej niż 0,2 V, nadaje się do regeneracji.
Obwód elektryczny ładowarki pokazany na ryż. 1(sugerowany przez B.I. Bogomołowa), przeznaczony do jednoczesnego ładowania sześciu ogniw ( G1...G6 typ 373, 316, 332, 343 i inne im podobne).
Ryż. 1
Najważniejszą częścią obwodu jest transformator T1, ponieważ napięcie w uzwojeniu wtórnym musi ściśle mieścić się w określonych granicach 2,4...2,45 V niezależnie od ilości elementów regenerowanych podłączonych do niego jako obciążenie.
Jeśli nie ma możliwości znalezienia gotowego transformatora o takim napięciu wyjściowym, można zaadaptować istniejący transformator o mocy co najmniej 3 W, dodatkowo nawijając na niego uzwojenie wtórne do wymaganego napięcia drutem tej marki PEL Lub PEVśrednica 0,8,1,2 mm. Przewody łączące transformator z obwodami ładowania powinny być możliwie duże.
Czas trwania regeneracji ^ 4...5 , a czasami 8 godzin. Okresowo należy wyjąć ten lub inny element z bloku i sprawdzić zgodnie z metodą podaną powyżej w celu diagnozowania elementów lub można użyć woltomierza do monitorowania napięcia na naładowanych elementach i gdy tylko ono osiągnie 1,8...1,9 V, zatrzymaj regenerację, w przeciwnym razie element może się przeładować i ulec awarii. Zrób to samo, jeśli jakikolwiek element się nagrzeje.
Elementy pracujące w zabawkach dziecięcych najlepiej odrestaurować, jeśli zaraz po rozładowaniu zostaną oddane do regeneracji. Co więcej, takie elementy, zwłaszcza z miskami cynkowymi, pozwalają na regenerację wielokrotnego użytku. Nieco gorzej zachowują się nowoczesne elementy w metalowej obudowie.
W każdym razie najważniejsze przy regeneracji nie jest dopuszczenie do głębokiego rozładowania elementu i jego naładowanie na czas, więc nie spiesz się z wyrzucaniem zużytych ogniw galwanicznych.
Drugi schemat ( ryż. 2) wykorzystuje tę samą zasadę ładowania elementów pulsującym asymetrycznym prądem elektrycznym. Został zaproponowany przez S. Glazova i jest łatwiejszy w produkcji, ponieważ pozwala na zastosowanie dowolnego transformatora z uzwojeniem mającym napięcie 6,3 V. Lampa żarowa HL1 (6,3 V; 0,22 A) spełnia nie tylko funkcje sygnalizacyjne, ale także ogranicza prąd ładowania elementu, a także chroni transformator w przypadku zwarcia w obwodzie ładowania.
^ Ryc. 2
Dioda Zenera VD1 typ KS119A ogranicza napięcie ładowania ogniwa. Można go zastąpić zestawem diod połączonych szeregowo - dwie krzemowe i jedna germanowa - o dopuszczalnym prądzie co najmniej 100 mA. Diody VD2 I VD3- na przykład dowolny krzem o tym samym dopuszczalnym średnim prądzie KD102A, KD212A.
Pojemność kondensatora C1- z 3 do 5 µF dla napięcia roboczego nie mniejszego niż 16 V. Obwód przełączający SA1 i gniazda sterujące X1, X2 do podłączenia woltomierza. Rezystor R1 - 10 omów i przycisk SB1 służą do diagnostyki elementów G1 oraz monitorowanie jego stanu przed i po regeneracji.
Stan normalny odpowiada napięciu co najmniej ^ 1,4 V i jego zmniejszenie przy podłączeniu obciążenia o nie więcej niż 0,2 V.
Stopień naładowania elementu można również ocenić na podstawie jasności lampy. HL1. Przed podłączeniem element świeci się z mocą około połowy żaru. Po podłączeniu rozładowanego elementu jasność jarzenia zauważalnie wzrasta, a pod koniec cyklu ładowania podłączanie i odłączanie elementu nie powoduje prawie żadnej zmiany jasności.
Podczas ładowania ogniw tego typu ST-30, ST-21 i inne (w przypadku zegarków naręcznych) konieczne jest podłączenie rezystora szeregowo z elementem 300...500 omów. Typ ogniwa akumulatora 336 a inne są naliczane jeden po drugim. Aby uzyskać dostęp do każdego z nich należy otworzyć kartonowe dno baterii.
^ Ryc. 3
Jeśli chcesz przywrócić ładowanie tylko dla akumulatorów z serii SC obwód regeneracji można uprościć poprzez wyeliminowanie transformatora ( ryż. 3).
Schemat działa podobnie do powyższego. Prąd ładowania ( ładuję) elementu G1 przepływa przez elementy VD1, R1 w momencie dodatniej półfali napięcia sieciowego. Ogrom ładuję zależy od rozmiaru R1. W momencie ujemnej półfali dioda VD1 jest zamknięty, a wyładowanie przebiega wzdłuż obwodu VD2, R2. Stosunek ładuję I mam rozmiar wybrany 10:1 . Dla każdego typu elementu w serii SC ma swoją pojemność, ale wiadomo, że prąd ładowania powinien wynosić około jednej dziesiątej pojemności elektrycznej akumulatora. Na przykład dla STs-21- pojemność 38 mAh (Izar = 3,8 mA, Izar = 0,38 mA), Dla STs-59- pojemność 30 mAh (Iładowanie=3 mA, Irozładowanie=0,3 mA). Na schemacie przedstawiono wartości rezystorów do regeneracji elementu STs-59 I STs-21, a dla pozostałych typów można je łatwo wyznaczyć korzystając z zależności: R1=220/2·lzap, R2=0,1·R1.
Dioda Zenera zainstalowana w obwodzie VD3 nie bierze udziału w pracy ładowarki, lecz pełni funkcję urządzenia zabezpieczającego przed porażeniem prądem elektrycznym – w przypadku odłączenia elementu G1 na kontaktach X2, XZ napięcie nie będzie mogło wzrosnąć bardziej niż poziom stabilizacji. Dioda Zenera KS175 nadaje się do dowolnej ostatniej litery w oznaczeniu lub może zostać zastąpiony przez dwie diody Zenera tego typu D814A, połączone szeregowo względem siebie („plus” do „plus”). Jako diody VD1, VD2 dowolny z działającym napięciem wstecznym wynoszącym co najmniej 400 V.
^ Ryc. 4
Czas regeneracji elementu wynosi 6...10 godzin. Zaraz po regeneracji napięcie na elemencie nieznacznie przekroczy wartość znamionową, ale już po kilku godzinach ustali się napięcie znamionowe - 1,5 V.
Odzyskaj elementy w ten sposób SC powiedzie się trzy do czterech razy, jeśli zostaną naładowane na czas, nie pozwalając na całkowite rozładowanie ( poniżej 1V).
Obwód pokazany na schemacie ma podobną zasadę działania. ryż. 4. Nie wymaga to żadnych specjalnych wyjaśnień.
^ Iwanow B.S. „Aby pomóc środowisku radiowemu”
Z Szeroka gama sprzętu gospodarstwa domowego (radio, magnetofony, odtwarzacze elektryczne), przyrządy pomiarowe, zegarki elektroniczne i wiele innych konstrukcji zasilanych jest ogniwami i bateriami galwanicznymi. Czas mija, a źródło zasilania trzeba wymienić, czasami wyrzucając elementy i baterie, które jeszcze nadają się do użytku. Odpowiednie, ponieważ podobnie jak akumulator samochodowy można je naładować i ponownie uruchomić.
P Proces przywracania funkcjonalności galwanicznego źródła prądu nazywa się regeneracją; po raz pierwszy omówiono go ponad trzydzieści lat temu. Praktyka pokazała, że nie każdy element (lub akumulator) nadaje się do regeneracji, a jedynie taki, którego napięcie, a co za tym idzie i pojemność, nie spadło poniżej pewnego poziomu. Przykładowo dla akumulatora 3336 za taki limit można uznać napięcie 2,4 V. Ogniwo galwaniczne podlega regeneracji, jeśli jego pole elektromagnetyczne jest nie więcej niż 0,2 V wyższe od napięcia pod obciążeniem. Ponadto prąd obciążenia podczas badania powinien wynosić około 5...10% pojemności znamionowej elementu.
Z Schemat najprostszego urządzenia do badania zdolności elementu (lub akumulatora) do regeneracji pokazano na rys. 109. Woltomierz PV1 mierzy pole elektromagnetyczne i napięcie testowanego źródła (jest podłączony do zacisków XT1 i XT2 zgodnie z polaryzacją wskazaną na schemacie), a przełączniki przyciskowe SB1 i SB2 ustawiają jeden lub inny tryb rozładowania (rezystancja obciążenia) .
DO Jak pokazują eksperymenty, elementy (baterie) działające przy dużych prądach obciążenia (zabawki dla dzieci, latarki, przenośne magnetofony itp.) są najskuteczniej przywracane; źródła działające przy niskich prądach (przenośne radia, elektromechaniczne budziki) są gorsze ). .
R Opowieść o renowacji ogniw galwanicznych (baterii) powinna być może rozpocząć się od przypadku, gdy takie źródło zasilania było długo przechowywane i wysuszone. Następnie należy za pomocą szydła lub cienkiego gwoździa wykonać dwa otwory w górnej tekturowej osłonie i bitumicznym wypełnieniu elementu i wstrzyknąć do jednego z otworów trochę wody (najlepiej destylowanej) za pomocą strzykawki lekarskiej. W takim przypadku wyparte powietrze będzie uciekać przez drugi otwór. Ponadto otwór ten stanie się otworem kontrolnym - gdy tylko pojawi się w nim woda, strzykawka zostanie wyjęta.
P Po „wstrzyknięciu” otwór uszczelnia się gorącą lutownicą lub płomieniem zapalonej zapałki. Po pewnym czasie, a czasem od razu, element jest gotowy do użycia.
^A Podobnie zachowują się z akumulatorem, dokonując „wstrzyknięcia” w każdy z jego elementów.
mi Jeżeli element (akumulator) w trakcie pracy utracił swoją pierwotną pojemność, podłącza się go do ładowarki. A żeby element się naładował, trzeba przepuścić przez niego bardzo konkretny prąd ładowania i utrzymać element w tym stanie przez wymagany czas. Zazwyczaj w przypadku akumulatorów prąd ładowania jest równy jednej dziesiątej jego pojemności. Ten sam stosunek można przyjąć dla zasilaczy galwanicznych. Dlatego ładowarki różnią się nieco konstrukcją obwodu: w końcu każda z nich zapewnia prąd ładowania „własnego” akumulatora.
U urządzenie, którego schemat pokazano na ryc. 110, ładuje elementy 332 i 316, a nawet małe akumulatory D-0.2. Zapewnia prąd ładowania około 20 mA. Główną częścią urządzenia jest prostownik zmontowany za pomocą diod VD1 i VD2. Wyprostowane napięcie jest wygładzane przez filtr C1R2C2 i podawane na zaciski XT1 i XT2, do których podłączane jest źródło prądu ładowania. Dioda Zenera VD3 chroni kondensatory przed przebiciem w przypadku przypadkowego odłączenia obciążenia, rezystor R1 ogranicza prąd ładowania.
R Najlepiej zastosować rezystor R1 marki PEV (ceramiczny, drutowy), ale można go też złożyć z czterech połączonych szeregowo MLT-2 o rezystancji 2 kOhm (jeden z rezystorów ma 2,2 kOhm). Diody mogą być dowolne inne, zaprojektowane na napięcie wsteczne co najmniej 300 V i prąd wyprostowany większy niż 50 mA oraz diodę Zenera (z wyjątkiem wskazanej na schemacie) - D809, D814A, D814B. Kondensatory - K50-6 lub inne. Zaciski - dowolny wzór. Jeśli nie ma rezystorów gaszących dużej mocy R1 lub rezystorów MLT-2, zamiast tego odpowiedni jest zwykły kondensator papierowy o pojemności 0,2...0,25 μF dla napięcia znamionowego co najmniej 400 V.
D Do ładowania elementów 373, 343 i akumulatorów 3336 przeznaczone jest inne urządzenie (ryc. 111), w którym rezystor wygaszający (powinien mieć znacznie większą moc w porównaniu z tym samym rezystorem poprzedniego urządzenia) zastępuje się kondensatorem papierowym C1 . Rezystor bocznikowy R1 jest połączony równolegle z kondensatorem, co pozwala na rozładowanie kondensatora po wyłączeniu urządzenia. Kolejne obwody diod, kondensatorów i rezystorów mają takie samo przeznaczenie jak w poprzednim urządzeniu.
N Nie zdziw się, że ta ładowarka jest proponowana do podłączenia źródeł o różnych napięciach - 1,5 i 4,5 V. Ich prąd ładowania jest inny, więc po podłączeniu, powiedzmy, elementu 373, ze względu na wzrost przepływającego przez niego prądu, napięcie na zaciskach elementu będzie spadać, aż zostanie określone.
D Do tej pory mówiliśmy o ładowaniu ogniw galwanicznych i akumulatorów prądem ściśle stałym, czyli rektyfikowanym, „oczyszczonym” z tętnienia napięcia przemiennego. Nieco lepsze wyniki uzyskuje się ładując te źródła prądu tzw. asymetrycznym prądem przemiennym, który ma dodatnią składową stałą. Najprostszym źródłem takiego prądu jest prostownik półfalowy z diodą, bocznikowany stałym rezystorem i bez kondensatorów filtrujących. Prostownik podłączony jest do uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie 5...10V.
T gdy w jednym półcyklu napięcia sieciowego prąd przepłynie przez diodę i ładowany element (lub akumulator), a w drugim przez rezystor i to samo obciążenie. Zmieniając rezystancję rezystora można dobrać stosunek (asymetrię) pomiędzy składową stałą prądu ładowania a wartością skuteczną jego składowej zmiennej w zakresie 5...25 (w praktyce stosunek ten utrzymuje się w granicach 13...25). 0,17).
W Opcja z rezystorem bocznikowym ma niestety niską skuteczność i jeszcze jedną wadę - w przypadku przypadkowego wyłączenia napięcia sieciowego (lub zerwania styku wtyczki sieciowej) źródło prądu zostanie rozładowane przez rezystor i uzwojenie wtórne transformator.
B Bardziej optymalną opcją jest kondensator bocznikowy (ryc. 112). Jego pojemność jest taka, że przy częstotliwości 50 Hz pojemność kondensatora wynosi około 320 omów - określa to asymetrię. Dodatkowo celem ładowania jest lampa HL1, która pełni zarówno funkcję stabilizatora prądu ładowania, jak i wskaźnika stopnia naładowania obciążenia - w miarę ładowania źródła G1 jasność lampy maleje.
P Transformator obniżający napięcie T1 wykonany jest z odczepami w uzwojeniu wtórnym. Jest to konieczne, aby dobrać napięcie dostarczane do prostownika w zależności od prądu ładowania obciążenia.
P Po podłączeniu zacisków 3-6 uzwojenia wtórnego do prostownika urządzenie jest gotowe do ładowania - regeneracji akumulatorów 3336 lub elementów 373, wymagającej stałej składowej prądu ładowania o wartości 200... 400 mA. Jeżeli do prostownika poda się napięcie z pinów 4-6, można do ładowarki podłączyć elementy 343, 332, 316. Jeżeli prąd ładowania elementów 373 lub 343 okaże się nadmierny, łatwo go zmniejszyć podłączając piny. 3-5 do prostownika. Jednym słowem, podłączając określone zaciski uzwojenia wtórnego do prostownika, można wybrać żądany prąd ładowania.
mi Jeżeli dysponujesz wyłącznie transformatorami bez odczepów w uzwojeniu wtórnym, powinieneś kierować się faktem, że efektywna wartość napięcia dostarczonego do prostownika (czyli usuniętego z uzwojenia wtórnego transformatora) powinna wynosić 2,3. .2,4 V na element regenerowany. Dlatego przy regeneracji np. akumulatora 3336 napięcie to powinno wynosić 6,9...7,2 V.
R Wskazane jest przeprowadzenie regeneracji oddzielnie dla każdego ogniwa galwanicznego, jednak w niektórych przypadkach możliwe jest połączenie dwóch lub trzech ogniw szeregowo i podłączenie powstałego akumulatora do ładowarki. Ale ta opcja jest możliwa tylko przy tym samym lub podobnym stopniu rozładowania wszystkich elementów. W przeciwnym razie „najgorszy” (najbardziej rozładowany) element ogranicza prąd, co będzie miało wpływ na czas i jakość regeneracji.
W dioda prostownicza może być dowolnym niskim napięciem, pozwalającym na prąd do 300 mA, kondensator tlenkowy - K50-6, lampa - na napięcie 3,5 lub 6,3 V (MH 3,5-0,14, MH 6,3-0,3 ). Transformator jest domowej roboty, wykonany w oparciu o ujednolicony transformator wyjściowy audio TVZ-1-1. Pozostaje jego uzwojenie pierwotne, a uzwojenie wtórne ulega modyfikacji - wykonuje się z niego krany. Aby to zrobić, 30 zwojów jest rozwijanych (ale nie łamanych) z uzwojenia wtórnego, wykonuje się kran (pin 4), 26 zwojów jest nawijanych i ponownie wykonuje się kran (pin 5), pozostałe 4 zwoje są nawijane i pinowane (6) jest przylutowany do końca drutu.
T Transformator można wykonać niezależnie, stosując obwód magnetyczny Ш16Х24 lub podobny przekrój. Uzwojenie sieci (piny 1-2) musi zawierać 2400 zwojów drutu PEV-2 0,15, uzwojenie wtórne - 70 (piny 3-4), 26 (piny 4-5) i 4 (piny 5-6) zwojów PEV- 2 przewody 0,57.
W Podczas regeneracji okresowo sprawdza się EMF elementu. Gdy tylko wzrośnie do 1,7...2,1 V i podczas kolejnego godzinnego ładowania utrzyma się na stabilnym poziomie, regeneracja zostaje zakończona.
O b Skuteczność regeneracji prądem asymetrycznym można ocenić sprawdzając parametry energetyczne ogniwa lub akumulatora: pole elektromagnetyczne i napięcie, czas trwania rozładowania do określonego napięcia (przy tej samej rezystancji obciążenia) przed i po ładowaniu.
^
5.5 Ładowarka do ogniw galwanicznych
Rozważmy możliwość ponownego wykorzystania ogniw galwanicznych i baterii. Jak wiadomo, największy efekt osiąga się ładując prądem asymetrycznym, gdy stosunek prądów ładowania i rozładowywania wynosi 10:1.
Obwód ładowarki pokazano na rys. 115. Generator impulsów z regulowanym współczynnikiem wypełnienia wykonany jest na elementach logicznych DD1.1-DD1.3. Częstotliwość powtarzania impulsów wynosi około 100 Hz. Przełącznik jest zamontowany na tranzystorach VT1 i VT2, który wzmacnia impulsy prądu generatora. Jeżeli na wyjściu elementu logicznego DD1.3 występuje niskie napięcie, tranzystory VT1, VT2 są otwarte i przez akumulator podłączony do gniazd XS1 przepływa prąd ładowania. Gdy na wyjściu elementu DD1.3 napięcie jest wysokie, oba tranzystory są zwarte, a bateria GB1 jest rozładowywana przez rezystor R7. Rezystor zmienny R1 zmienia w małych granicach stosunek czasu trwania stanu otwartego i zamkniętego tranzystora VT2, tj. Cykl pracy asymetrycznych impulsów prądu.
Układ K561LN2 można zastąpić K561LA7, K176LA7; tranzystor VT1 - dowolna z serii KT203, KT361, KT501, VT2 - dowolna z serii KT815, KT817, KT3117, KT608. Diody VD1, VD2 - D311, KD503, KD509, D223 dowolnymi literami.
Konfiguracja urządzenia polega na doborze rezystorów R6 i R7 zgodnie z wymaganymi wartościami prądów ładowania i rozładowywania. Napięcie zasilania dobierane jest w zakresie b... 15 V zgodnie z sumarycznym napięciem ładowanych elementów. Prąd ładowania dobierany jest w oparciu o tryb ładowania (6...10) godzin. Cykl pracy impulsu
Układ przeznaczony jest do montażu w przemysłowej ładowarce do akumulatorów 7D-0,115 (tak jest na nim napisane) lub „Nika”. Nie należy go używać do regeneracji akumulatorów Krona, ponieważ...
ten ostatni może „wyciec” i uszkodzić samo urządzenie lub doprowadzić do pożaru.
Obwód ładowarki pokazano na rysunku. Ładowarka automatycznie wyłącza akumulator po zakończeniu ładowania i włącza go, gdy akumulator zostanie rozładowany poniżej wartości progowej (dla tych wartości rezystorów wynoszą one odpowiednio 10,5 V i 8,4 V). Dioda LED1 sygnalizuje proces ładowania. Rezystor R2 ustawia próg wyłączenia ładowania, a R3 ustawia histerezę (przy wskazanych wartościach znamionowych 2,1 V). Tranzystor VT1 służy zarówno jako stabilny generator prądu (10 mA), jak i jako przełącznik. Nawiasem mówiąc, jeśli do wyjścia urządzenia podłączysz kondensator o pojemności 100 μF lub większej, otrzymasz własny oscylator, który będzie działał, gdy akumulator zostanie odłączony lub nie będzie kontaktu.
Konfigurację należy rozpocząć po odłączeniu akumulatora. Rezystor R3 ustawiamy na wartość średnią i sprawdzamy napięcie zasilania – nie powinno przekraczać 15V. Jeśli napięcie jest wyższe, należy wybrać diodę Zenera VD1 dla niższego napięcia. Jeśli użyłeś nowych części, należy je „dotrzeć”. Aby to zrobić, weź kondensator o największej możliwej pojemności (użyłem 150 000 mkF), podłącz równolegle do niego rezystancję 3-10 kOhm i podłącz go zamiast akumulatora, przestrzegając polaryzacji. Okazuje się, że jest to imitacja akumulatora o bardzo małej pojemności. Dioda LED zaczyna okresowo świecić i gaśnie. Wskazane jest pozostawienie schematu w tej formie na 1-2 godziny. Po zakończeniu „docierania” usuwa się rezystancję połączoną równolegle z kondensatorem i w jej miejsce podłącza się woltomierz (najlepiej cyfrowy). Stosując rezystor dostrajający R2, próg wyłączenia diody LED ustawiamy na 10,5 V. Jeżeli chcemy, aby po naładowaniu pojemność akumulatora utrzymywała się na poziomie około 100%, należy zmniejszyć wartość rezystora R3 do 33 kOhm.
Szczegóły: kondensator C1 na napięcie co najmniej 250 V, najlepiej 400 V; Dioda Zenera na napięcie 12-15 V; mikroukład K561LN2 można zastąpić 561LE5, 561LA7, odpowiednio zmieniając obwód przełączający; kondensator C2 na napięcie 16 V (przy zmniejszaniu jego pojemności do 470 µF wskazane jest włączenie szeregowo z C1 rezystancji 100-200 Ohm, aby ograniczyć udar prądowy, gdy urządzenie jest podłączone do sieci); tranzystor KP303 o początkowym prądzie drenu 10 mA (litery: G, D, E) można zastosować z dowolnym o podobnych parametrach; LED - dowolna z serii AL307; rezystory 0,125 W.
W chipie 3 falowniki pozostają nieużywane. Dzięki temu można na nich zamontować drugi kanał i zamontować to wszystko w „chińskiej” ładowarce. Można ich również używać do sygnalizacji dźwiękowej lub świetlnej trybów pracy.
Możesz uzupełnić obwód w celu „treningu” i regeneracji starych akumulatorów (ryc. 2). W takim przypadku rezystor R3 (rys. 1) należy wymienić na trymer o wartości nominalnej co najmniej 200 kOhm, aby ustawić dolną granicę napięcia odpowiedzi obwodu (7 V). Tutaj za pomocą S1 wybierz tryb pracy ładowania/treningu (schemat pokazuje to w trybie ładowania). Tryb ten jest szczególnie przydatny w przypadku akumulatorów NiCd, zarówno tych, które są w użyciu od dłuższego czasu, jak i tych, które są zupełnie nowe (3-4 cykle treningowe pozwalają im osiągnąć pełną pojemność). Jako przykład podam test tego trybu z akumulatorem 7D-0,125D (rok produkcji - 1991, rok uruchomienia - 1992, zainstalowany w multimetrze MP-12 o poborze prądu 1-2 mA).
Problem ponownego wykorzystania baterii galwanicznych od dawna niepokoi miłośników elektroniki. W literaturze technicznej wielokrotnie publikowano różne metody „rewitalizacji” elementów, ale z reguły pomagały tylko raz i nie zapewniały oczekiwanej wydajności.
W wyniku przeprowadzonych eksperymentów udało się określić optymalne tryby regeneracji prądu i opracować ładowarki odpowiednie dla większości ogniw. Jednocześnie odzyskały pierwotną pojemność, a czasem nawet ją nieznacznie przekroczyły.
Należy regenerować ogniwa, a nie akumulatory z nich, ponieważ nawet jedno z ogniw połączonych szeregowo, które stało się bezużyteczne (rozładowane poniżej dopuszczalnego poziomu) uniemożliwia regenerację akumulatora.
Jeżeli chodzi o proces ładowania to należy go przeprowadzić prądem asymetrycznym o napięciu 2,4...2,45 V. Przy niższym napięciu regeneracja jest bardzo opóźniona i ogniwa nie osiągają połowy pojemności po 8...10 godziny. Przy wyższych napięciach często zdarzają się przypadki wrzenia elementów, przez co stają się one bezużyteczne.
Przed przystąpieniem do ładowania elementu należy przeprowadzić jego diagnostykę, której zadaniem jest określenie wytrzymałości elementu na określone obciążenie. W tym celu należy najpierw podłączyć woltomierz do elementu i zmierzyć napięcie resztkowe, które nie powinno być mniejsze niż 1 V. (Element o niższym napięciu nie nadaje się do regeneracji.)
Następnie element obciąża się przez 1...2 sekundy rezystorem 10 Ohm i jeżeli napięcie elementu spadnie o nie więcej niż 0,2 V, nadaje się do regeneracji.
Obwód elektryczny ładowarki pokazany na rys. 5.23 (sugerowany przez B.I. Bogomołowa), przeznaczony do jednoczesnego ładowania sześciu ogniw (typy G1...G6 373, 316, 332, 343 i inne im podobne).
Najważniejszą częścią obwodu jest transformator T1, gdyż napięcie w jego uzwojeniu wtórnym musi mieścić się w granicach 2,4...2,45 V, niezależnie od liczby podłączonych do niego elementów regenerowanych jako obciążenie.
Jeśli nie ma możliwości znalezienia gotowego transformatora o takim napięciu wyjściowym, można zaadaptować istniejący transformator o mocy co najmniej 3 W, nawijając na niego dodatkowe uzwojenie wtórne na wymagane napięcie przewodem PEL lub PEV o średnicy 0,8...1,2 mm. Przewody łączące transformator z obwodami ładowania powinny być możliwie duże.
Czas regeneracji wynosi 4...5, a czasami 8 godzin. Okresowo należy wyjąć ten lub inny element z bloku i sprawdzić zgodnie z podaną powyżej metodą diagnozowania elementów lub można użyć woltomierza do monitorowania napięcia na naładowanych elementach i gdy tylko osiągnie ono 1,8...1,9 V, zatrzymaj regenerację, w przeciwnym razie element może się przeładować i ulec awarii. Zrób to samo, jeśli jakikolwiek element się nagrzeje.
Elementy pracujące w zabawkach dziecięcych najlepiej odrestaurować, jeśli zaraz po rozładowaniu zostaną oddane do regeneracji. Co więcej, takie elementy, zwłaszcza z miskami cynkowymi, pozwalają na regenerację wielokrotnego użytku. Nieco gorzej zachowują się nowoczesne elementy w metalowej obudowie.
W każdym razie najważniejsze przy regeneracji nie jest dopuszczenie do głębokiego rozładowania elementu i jego naładowanie na czas, więc nie spiesz się z wyrzucaniem zużytych ogniw galwanicznych.
Drugi obwód (ryc. 5.24) wykorzystuje tę samą zasadę ładowania elementów pulsującym asymetrycznym prądem elektrycznym. Został zaproponowany przez S. Glazova i jest łatwiejszy w produkcji, ponieważ pozwala na zastosowanie dowolnego transformatora z uzwojeniem o napięciu 6,3 V. Żarówka HL1 (6,3 V; 0,22 A) pełni nie tylko funkcje sygnalizacyjne, ale także
ogranicza prąd ładowania elementu, a także chroni transformator w przypadku zwarcia w obwodzie ładowania.
Dioda Zenera VD1 typu KS119A ogranicza napięcie ładowania elementu. Można go zastąpić zestawem połączonych szeregowo diod - dwóch krzemowych i jednej germanowej - o dopuszczalnym prądzie co najmniej 100 mA. Diody VD2 i VD3 dowolny krzem o tym samym dopuszczalnym średnim prądzie, na przykład KD102A, KD212A.
Pojemność kondensatora C1 wynosi od 3 do 5 µF dla napięcia roboczego co najmniej 16 V. Obwód przełącznika SA1 i gniazd testowych X1, X2 do podłączenia woltomierza. Rezystor R1 10 Ohm i przycisk SB1 służą do diagnozowania elementu G1 i monitorowania jego stanu przed i po regeneracji.
Stan normalny odpowiada napięciu co najmniej 1,4 V i jego spadkowi po podłączeniu obciążenia o nie więcej niż 0,2 V.
Stopień naładowania elementu można również ocenić na podstawie jasności lampy HL1. Przed podłączeniem element świeci się z mocą około połowy żaru. Po podłączeniu rozładowanego elementu jasność jarzenia zauważalnie wzrasta, a pod koniec cyklu ładowania podłączanie i odłączanie elementu nie powoduje prawie żadnej zmiany jasności.
Przy ładowaniu elementów typu STs-30, STs-21 i innych (do zegarków naręcznych) konieczne jest podłączenie szeregowo z elementem rezystora 300...500 Ohm. Ogniwa akumulatorowe typu 336 i inne ładowane są naprzemiennie. Aby uzyskać dostęp do każdego z nich należy otworzyć kartonowe dno baterii.
Jeżeli konieczne jest przywrócenie ładowania tylko dla akumulatorów serii SC, obwód regeneracji można uprościć, eliminując transformator (ryc. 5.25).
Schemat działa podobnie do powyższego. Prąd ładowania (1 ładunek) elementu G1 przepływa przez elementy VD1, R1 w momencie dodatniej półfali napięcia sieciowego. Wartość 1zar zależy od wartości R1. W momencie ujemnej półfali
dioda VD1 jest zamknięta, a wyładowanie przechodzi przez obwód VD2, R2. Stosunek wynosi 1zar i wybrany 10:1. Każdy rodzaj elementu serii SC ma swoją pojemność, ale wiadomo, że wartość prądu ładowania powinna wynosić w przybliżeniu jedną dziesiątą pojemności elektrycznej akumulatora. Przykładowo dla STs-21 pojemność wynosi 38 mAh (1 ładunek = 3,8 mA, 1 ładunek = 0,38 mA), dla STs-59 pojemność wynosi 30 mAh (1 ładunek = 3 mA, 1 ładunek = 0,3 mA). Schemat pokazuje wartości rezystorów dla re
generację elementów STs-59 i STs-21, a dla pozostałych typów można je łatwo wyznaczyć korzystając ze współczynników: R1=220/2*l3ap, R2=0,1*R1.
Zainstalowana w obwodzie dioda Zenera VD3 nie bierze udziału w pracy ładowarki, ale pełni funkcję urządzenia zabezpieczającego przed porażeniem prądem elektrycznym, gdy element G1 zostanie odłączony na stykach X2, zimne napięcie nie może wzrosnąć powyżej poziomu stabilizacji. Dioda Zenera KS175 może mieć dowolną ostatnią literę w oznaczeniu lub może być zastąpiona przez dwie diody Zenera typu D814A połączone szeregowo względem siebie („plus” do „plus”). Odpowiednie są dowolne diody VD1, VD2 o roboczym napięciu wstecznym co najmniej 400 V.
Czas regeneracji elementów wynosi 6…10 godzin. Zaraz po regeneracji napięcie na elemencie nieznacznie przekroczy wartość znamionową, ale już po kilku godzinach ustali się nominalne 1,5 V.
W ten sposób można przywrócić elementy SC trzy do czterech razy, jeśli zostaną naładowane w odpowiednim czasie, nie dopuszczając do całkowitego rozładowania (poniżej 1 V).
Obwód pokazany na ryc. ma podobną zasadę działania. 5.26. Nie wymaga to żadnych specjalnych wyjaśnień.
Jak ładować akumulatory urządzeń elektronicznych w podróży?
Niestety, prawie wszystkie urządzenia zwane urządzeniami mobilnymi są w rzeczywistości w dużym stopniu zależne od gniazdka elektrycznego. Jest to szczególnie prawdziwe podczas kilkudniowych pieszych wycieczek, kiedy już po kilku dniach przydatne gadżety (telefony, krótkofalówki, nawigatory, odtwarzacze itp.) stopniowo zamieniają się w niedziałający, bezużyteczny śmieci.
Dobrze, jeśli turyści zadbają o specjalny sprzęt: dodatkowe akumulatory, kempingowe panele słoneczne, generatory itp. A co jeśli nie? Tymczasem istnieje dość prosty sposób na uzyskanie prądu elektrycznego wystarczającego do obsługi najprostszych urządzeń elektronicznych od razu i bez wysokich kosztów.
Zasada działania tego źródła prądu opiera się na tym, że niektóre metale tworzą tzw. pary galwaniczne. Jeśli dwie elektrody z takich metali zostaną umieszczone w elektrolicie, zaczną generować prąd elektryczny.
Konstruując tak prosty element, jako elektrody można zastosować dowolne kawałki drutu z miedzi (mosiądz, ołów) i żelaza (cynk, aluminium), a jeszcze lepiej z płytek. Większy obszar interakcji oznacza więcej prądu. Jako elektrolit nadaje się wilgotna ziemia (gleba), którą najlepiej namoczyć w roztworze soli. Z grubsza rzecz biorąc, łopata wbita w łóżko może generować prąd, ale lepiej jest umieścić układ elektrod w osobnym, szczelnym pojemniku, do którego wlewa się ziemię.
Oczywiście napięcie takiego elementu jest niskie - 0,5-1 wolta. A wytwarzany przez niego prąd wynosi 20-50 mA. Ale co stoi na przeszkodzie, aby wykonać kilka takich elementów i połączyć je szeregowo! W ten sposób uzyskamy wymagane napięcie, wystarczające do naładowania baterii telefonu komórkowego lub innego urządzenia.
Dodatkowo, aby uzyskać wymagane napięcie, można poeksperymentować z wielkością (powierzchnią) elektrod, materiałem (metalem), z którego są wykonane, stężeniem roztworu soli i zastąpieniem soli kuchennej np. siarczanem miedzi itp.
Oczywiście taki element ma niską wydajność. Ale! Po pierwsze, jest niezwykle tani i wykonany z materiałów zalegających pod nogami (drut, skrawki rur, blachy). Po drugie, nie wymaga konserwacji po wyprodukowaniu. Zrób go raz i używaj przez cały sezon. Cóż, z tą różnicą, że konieczne jest utrzymanie wilgotności gleby. Po trzecie, jest bardzo łatwy w produkcji i można go odtworzyć w ciągu kilku minut w każdym nowym miejscu, co jest ważne dla turystów. Rozstawiliśmy parking, wbiliśmy elektrody w ziemię, polaliśmy słoną wodą i, jeśli można, naładowaliśmy. W ciągu nocy baterie latarek, telefonów komórkowych, krótkofalówek, aparatów fotograficznych i nawigatorów zostaną naładowane.
Takie elementy stosowano u początków elektroniki, kiedy akumulatory były bardzo rzadkie i drogie. Teraz, wraz z pojawieniem się bardzo ekonomicznych i niskonapięciowych urządzeń elektronicznych do masowego użytku, znów mogą komuś pomóc.
.jpg)
