Navrhuje sa vytvoriť nabíjačku pre batériu so stabilizáciou prúdu, nastaviteľnú pre prúd a napätie pri zaťažení. Rozsah použitia je rozsiahly. Jedna z možností jej použitia je uvedená v konkrétnom príklade.
Pri výrobe a inštalácii autorádia v roku 2007 domov nastavenie “Používanie autorádia v domácej verzii„Bol objavený jeden malý problém. Spočíva v tom, že pri výrobe rádia ešte nebola rozšírená energeticky nezávislá pamäť. A automatické vyhľadávanie staníc už bolo použité. Preto, aby sa nastavenia uložili do pamäte prijímača, bolo potrebné vypnúť pamäťové bunky, keď bol prijímač vypnutý. auto, Vyriešilo sa to nepretržitým pripojením pamäťovej jednotky k batérii zabudovanej siete. Pri inštalácii autorádia v byte som musel hľadať východisko.
Nie je možné použiť tri voltové batérie na napájanie pamäťových buniek, podobne ako pri šetrení pamäte v počítači. Na napájanie pamäťovej jednotky v autorádiu (podľa pokynov) je potrebné 3,1 ... 3,5 V.
Pri inštalácii batérie je problém. Musíme monitorovať stav nabitia batérie a pravidelne ho vyberať, aby sa dobilo, čo je nepohodlné a nie praktické. Podľa môjho názoru je preto ľahšie vložiť batériu do vyrobenej jednotky autorádia, vytvoriť pre ňu nabíjačku a nainštalovať ju na rovnaké miesto.
Výsledkom bola nasledujúca úloha. Je potrebné vytvoriť nabíjačku pre batériu s reguláciou a stabilizáciou prúdu, s obmedzením maximálneho napätia na batérii na 3,6 voltu. Batéria by sa mala nabíjať automaticky a iba pri zapnutom prijímači a jej pamäť by sa mala neustále udržiavať. Aby sa vylúčilo úplné vybitie alebo nadmerné nabitie, musia sa režimy nabíjania prispôsobiť stupňu vybitia batérie, t. Nabíjačka by mala byť adaptívna (pokiaľ je to možné).
Nabíjací obvod.
Nabíjací obvod sa vyznačuje maximálnou jednoduchosťou a prístupnosťou komponentov, v zásade obsahuje dva tranzistory a nastaviteľnú zenerovu diódu. Riadiaci tranzistor VT1 s nízkym výkonom vykonáva funkciu regulácie a stabilizácie prúdu. Tranzistor VT2 je napájaný, preteká ním hlavný nabíjací prúd batérie. Nabíjačka tiež obsahuje regulátor výstupného napätia na zenerovej dióde VD1.
Regulátor výstupného napätia
Základ regulátora napätia určuje regulovanú Zenerovu diódu VD1 - TL431. Regulácia napätia na TL431 sa vykonáva pomocou deliča napätia R4, R5. Výberom hodnôt týchto rezistorov sa dosiahne potrebný rozsah nastavenia. Potom zmenou odporu ladiaceho odporu R4 sme pred inštaláciou batérie do nabíjačky nastavili maximálne nabíjacie napätie (3,6 V) na výstupných kontaktoch X1 a X2.
Keď je vybitá batéria pripojená k nabíjačke, napätie na výstupných kontaktoch poklesne a batéria začne spotrebovávať, prúd nastavený pomocou odporu R2 a obmedzený odporom R3. Keď sa napätie batérie priblíži výstupnému napätiu nastavenému regulátorom, nabíjací prúd sa zníži a keď napätie na batérii dosiahne 3,6 V, nabíjací prúd bude prakticky nulový.
Stáva sa to z nasledujúceho dôvodu. Riadená zenerova dióda TL431 je uzavretá, kým jej riadiaca elektróda nemá napätie pod 2,5 V a neovplyvňuje činnosť nabíjačky. Pri nabíjaní batérie a približovaní sa k nej na výstupné napätie predtým nastavené regulátorom dosiahne potenciál na regulačnej elektróde 2,5 V a zenerova dióda TL431 sa začína otvárať. V tomto ohľade sa výkonový tranzistor VT2 začne uzatvárať a nabíjací prúd, ktorý ním prechádza, sa postupne znižuje na takmer nulovú hodnotu.
Preto obmedzujeme maximálne napätie na batérii na vopred určené a vylúčime jej dobitie, prenesenie nabíjania do režimu odkvapkávania (0,005C), čo podporuje iba pamäť a kompenzuje samovybíjanie batérie.
Prúdový stabilizátor
Stabilizátor prúdu udržuje stabilný výstupný prúd na nabíjanie batérie, pričom eliminuje vplyv regulátora napätia.
Činnosť stabilizátora prúdu je riadená tranzistorom VT1. Prúdový limit obmedzuje odpor R3. Je to odpor s nízkym odporom od 0,1 do 20 ohmov (v závislosti od požadovaného výkonu nabíjačky) a súčasne je to snímač prúdu. Po pripojení záťaže sa na tomto odpore vytvorí určitý úbytok napätia, ktorý je úmerný prechádzajúcemu prúdu. Taký pokles napätia je dostatočný na činnosť riadiaceho tranzistora VT1.
Pri náraste prúdu z nejakého dôvodu a zodpovedajúcom zvýšení úbytku napätia na R3 sa tranzistor VT1 otvára viac. V tomto ohľade sa výkonový tranzistor VT2 začne uzatvárať a prúd, ktorý ním prechádza do batérie, klesá.
Keď prúd v dôsledku zaťaženia klesá, je to naopak.
Tranzistor VT1 teda automaticky riadi výkonový tranzistor a nastavuje prúd, ktorý ním prechádza, a záťaž, takže sa vykonáva proces stabilizácie prúdu.
V prvej fáze sa nabíjanie uskutočňuje stabilným prúdom (ručne zvoleným). Keď sa dosiahne nastavené napätie na batérii (ručne vybrané), nabíjanie pokračuje pri udržiavaní stabilného napätia a klesajúcej hodnote nabíjacieho prúdu.
Zmenou odporu rezistora R2 je možné ručne nastaviť požadovaný nabíjací prúd batérie.
Rezistor R1 nastavuje predpätie napätia výkonového tranzistora VT2 a tiež určuje prevádzkový prúd zenerovej diódy VD1. Výberom R1 je prúd Zenerovej diódy nastavený v rozmedzí 5 ... 10 mA.
LED diódy v zariadení sa používajú na vizuálne signalizovanie procesu nabíjania. Žiarenie LED1 signalizuje činnosť stabilizátora prúdu a LED2 činnosť regulátora napätia.
Ako riadiace (výkonové) tranzistory NPN je možné použiť domáce aj dovážané nízkonapäťové (stredné) tranzistory so zodpovedajúcimi charakteristikami prúdu a napätia. Výkonový tranzistor VT2 sa zahrieva pod veľkým zaťažením a je potrebné ho nainštalovať na chladič. Dióda VD2 chráni batériu pred vybitím po vypnutí prijímača a nabíjačky. Vodiče batérie sú pripojené k pamäťovej jednotke prijímača.
Výroba nabíjačky
1. Výber batérie
Na napájanie pamäťovej jednotky v autorádiu používame tri NiMH batérie pripojené do série s celkovým menovitým napätím 3,6 V (1,2 x 3) a kapacitou vyššou ako 2,0 Ah. Výboj každého prvku batérie je povolený do 0,9 voltu a celá batéria do (0,9 x 3) 2,7 voltu. Plné nabitie batérie je možné do (1,8 x 3) 5,4 voltov. Nastavením regulátora napätia nabíjačky na 3,6 V máme zaručené vylúčenie nabíjania batérie bez jej odpojenia od zariadenia.
Existuje aj určitá ochrana týkajúca sa úplného vybitia batérií. Pri napájacom napätí 3,0 V sa nastavenia automatického vyhľadávania v prijímači stratia, čo je viditeľné pri ďalšom zapnutí. Minimálne nabitie v batérii zostáva. V takom prípade je potrebné upraviť fungovanie zariadenia. Na to stačí iba mierne zvýšiť nabíjací prúd.
2. Zostavenie a overenie činnosti obvodu
Podrobnosti vyberieme podľa vyššie uvedeného diagramu. Zostavenie obvodu nabíjačky na univerzálnej doske plošných spojov. Fungovanie obvodu kontrolujeme nastavením batérie ako záťaže. Výberom hodnôt odporov R4, R5 dosiahneme schopnosť nastaviť výstupné napätie v celom rozsahu. Po nainštalovaní celej batérie batérií skontrolujeme možnosti a hodnoty pri nastavovaní nabíjacieho prúdu. Pri hodnotení R3 podľa vyššie uvedeného diagramu je prúd regulovaný od 0 do 350 mA pri výstupnom napätí 3,2 až 9 -11 V.
Vystrihli sme sa z univerzálnej dosky a pripravíme pracovnú dosku na montáž.
3. Vykonávame inštaláciu obvodu na pracovnej doske.
Ak existuje voľný priestor a na zlepšenie teplotného režimu častí, je možné od obvodu odlíšiť blok častí s veľkou emisiou tepla. V tomto prípade je to výkonový tranzistor na radiátore a odpore R3 (pozostávajúci z dvoch paralelne zapojených nižších výkonov). Tieto časti sú namontované na samostatnej doske voliteľnej výbavy umiestnenej mimo hlavnej dosky. Zostávajúce časti sú zmontované na hlavnej doske.
4. Finálna montáž.
Celý obvod zostavujeme do pracovnej verzie a skontrolujeme fungovanie zmontovanej nabíjačky.
Pracovný obvod inštalujeme do predtým vyrobenej rádiovej jednotky v domácej verzii. Pretože jednotka autorádia je stacionárna a jeho odstránenie je pracná úloha, je doska jednotky umiestnená v skrinke jednotky blízko okna pod kuchynskými hodinami. Po vybratí hodín z okna, ktoré trvá 3 sekundy, je prístup k prevádzkovým indikátorom a nastaveniu prúdu a napätia voľný.
