يقترح عمل شاحن للبطارية ، مع استقرار التيار ، قابل للتعديل للتيار والجهد عند الحمل. نطاق التطبيق واسع النطاق. يعتبر أحد الخيارات لاستخدامه في مثال معين.
في تصنيع وتركيب وحدة راديو السيارة في المنزل الإعداد "استخدام راديو السيارة في الإصدار المنزلي"تم اكتشاف مشكلة صغيرة. يكمن في حقيقة أنه في صناعة الراديو ، لم تكن الذاكرة المتطايرة منتشرة على نطاق واسع. وقد تم بالفعل استخدام البحث التلقائي عن المحطات. لذلك ، لحفظ الإعدادات في ذاكرة جهاز الاستقبال ، كانت هناك حاجة إلى طاقة إضافية لخلايا الذاكرة عند إيقاف تشغيل جهاز الاستقبال. في سيارة، تم حل هذا عن طريق توصيل وحدة الذاكرة باستمرار ببطارية الشبكة الموجودة على متن الطائرة. عند تركيب راديو السيارة في الشقة ، كان علي البحث عن مخرج.
لا يمكن استخدام بطاريات ذات ثلاثة فولت لتشغيل خلايا الذاكرة ، على غرار توفير الذاكرة في جهاز الكمبيوتر. لتشغيل وحدة الذاكرة في راديو السيارة (وفقًا للتعليمات) ، مطلوب 3.1 ... 3.5 فولت.
عند تثبيت البطارية ، هناك مشكلة. علينا مراقبة حالة شحن البطارية وإزالتها بشكل دوري لإعادة الشحن ، وهو أمر غير مريح وغير عملي. لذلك ، في رأيي ، من الأسهل تثبيت بطارية بشكل دائم في الوحدة المصنعة من راديو السيارة ، وصنع شاحن لها وتثبيتها في نفس المكان.
ونتيجة لذلك ، كانت المهمة على النحو التالي. مطلوب عمل شاحن للبطارية ، مع تنظيم وتثبيت التيار ، مع تحديد الجهد الأقصى للبطارية 3.6 فولت. يجب شحن البطارية تلقائيًا وفقط عند تشغيل جهاز الاستقبال ، ويجب الحفاظ على ذاكرته باستمرار. لاستبعاد التفريغ الكامل أو الشحن الزائد ، يجب تكييف أوضاع الشحن مع درجة تفريغ البطارية ، أي يجب أن يكون الشاحن متكيفًا (قدر الإمكان).
دائرة شاحن.
تتميز دائرة الشاحن بأقصى قدر من البساطة وإمكانية الوصول إلى المكونات ، فهي تحتوي بشكل أساسي على ترانزستورات وصمام زينر قابل للتعديل. يؤدي ترانزستور التحكم في الطاقة المنخفضة VT1 وظيفة تنظيم واستقرار التيار. الترانزستور VT2 هو الطاقة ، يتدفق تيار شحن البطارية الرئيسي من خلاله. أيضا ، يحتوي الشاحن على منظم جهد الخرج على الصمام الثنائي الزينر VD1.
منظم جهد الخرج
يحدد أساس منظم الجهد الصمام الثنائي Zener المتحكم فيه VD1 - TL431. يتم تنظيم الجهد على TL431 باستخدام مقسم الجهد R4 ، R5. من خلال تحديد قيم هذه المقاومات ، نحقق نطاق التعديل الضروري. بعد ذلك ، بتغيير مقاومة المقاوم للضبط R4 ، قبل تثبيت البطارية في الشاحن ، قمنا بتعيين حد جهد الشحن (3.6 فولت) في جهات اتصال الإخراج X1 و X2.
عندما يتم توصيل البطارية التي تم تفريغها بالشاحن ، ينخفض الجهد عند جهات اتصال الإخراج وتبدأ البطارية في الاستهلاك ، ويتم ضبط المجموعة الحالية مع المقاوم R2 ويقتصر على المقاوم R3. عندما يقترب جهد البطارية من جهد الخرج الذي حدده المنظم ، سينخفض تيار الشحن وعندما يصل الجهد على البطارية إلى 3.6 فولت ، سيكون تيار الشحن صفرًا تقريبًا.
يحدث هذا للسبب التالي. يتم إغلاق الصمام الثنائي الزينر المتحكم TL431 حتى يكون لقطب التحكم الخاص به جهد أقل من 2.5 فولت ولا يؤثر على تشغيل الشاحن. عند شحن البطارية والاقتراب من الجهد عليها ، إلى جهد الخرج الذي سبق تعيينه بواسطة المنظم ، يصل الجهد عند قطب التحكم إلى 2.5 فولت ويبدأ الصمام الثنائي الزينر TL431 في الفتح. في هذا الصدد ، يبدأ ترانزستور الطاقة VT2 في الإغلاق ، وسوف ينخفض تيار الشحن المتدفق عبره تدريجيًا إلى صفر تقريبًا.
وبالتالي ، فإننا نقصر الحد الأقصى للجهد على البطارية على واحدة محددة مسبقًا ونستبعد إعادة شحنها ، ونقل الشحن إلى وضع التنقيط (0.005C) ، الذي يدعم الذاكرة فقط ويعوض التفريغ الذاتي للبطارية.
المثبت الحالي
يحافظ المثبت الحالي على تيار إخراج ثابت لشحن البطارية مع التخلص من تأثير منظم الجهد.
يتم التحكم في تشغيل المثبت الحالي بواسطة الترانزستور VT1. يحد الحد الحالي من المقاوم R3. إنه مقاوم منخفض المقاومة من 0.1 إلى 20 أوم (اعتمادًا على الطاقة المطلوبة للشاحن) وفي نفس الوقت جهاز استشعار حالي. عندما يتم توصيل الحمل ، يتم تشكيل انخفاض جهد معين على هذا المقاوم ، بما يتناسب مع تيار المرور. هذا الانخفاض في الجهد كافٍ لتشغيل ترانزستور التحكم VT1.
مع زيادة التيار ، لسبب ما والزيادة المقابلة في انخفاض الجهد عبر R3 ، يفتح الترانزستور VT1 أكثر. في هذا الصدد ، يبدأ ترانزستور الطاقة VT2 في الإغلاق ، وينخفض التيار المار عبره إلى البطارية.
عندما ينخفض التيار خلال الحمل ، يكون العكس صحيحًا.
وبالتالي ، يتحكم الترانزستور VT1 تلقائيًا في ترانزستور الطاقة ، مع تعديل التيار المتدفق من خلاله والحمل ، وبالتالي يتم تنفيذ عملية التثبيت الحالية.
في المرحلة الأولى ، يتم تنفيذ الشحن بواسطة تيار مستقر (يتم اختياره يدويًا). عند الوصول إلى الجهد المضبوط على البطارية (يتم تحديده يدويًا) ، تستمر الشحنة مع الحفاظ على جهد مستقر وخفض قيمة تيار الشحن.
من خلال تغيير مقاومة المقاوم R2 ، من الممكن ضبط تيار شحن البطارية المطلوب يدويًا.
يحدد المقاوم R1 جهد التحيز لترانزستور الطاقة VT2 ، ويحدد أيضًا تيار التشغيل لصمام زينر VD1. باختيار R1 ، يتم تعيين تيار الصمام الثنائي zener في حدود 5 ... 10 مللي أمبير.
يتم استخدام مصابيح LED في الجهاز للإشارة بصريًا إلى عملية الشحن. يشير توهج LED1 إلى تشغيل المثبت الحالي ، و LED2 إلى تشغيل منظم الجهد.
وباعتبارها ترانزستورات التحكم (الطاقة) NPN ، فمن الممكن استخدام كل من الترانزستورات منخفضة الطاقة المحلية والمستوردة (الطاقة المتوسطة) ، مع خصائص التيار والجهد المقابلة. عند الأحمال العالية ، يسخن ترانزستور الطاقة VT2 ويحتاج إلى تثبيته على المبرد. يحمي الصمام الثنائي VD2 البطارية من التفريغ عند إيقاف تشغيل جهاز الاستقبال والشاحن. يتم توصيل أسلاك البطارية بوحدة ذاكرة جهاز الاستقبال.
تصنيع الشاحن
1. اختيار البطارية
لتشغيل وحدة الذاكرة في راديو السيارة ، نستخدم ثلاث بطاريات NiMH متصلة بالسلسلة بجهد اسمي إجمالي 3.6 فولت (1.2 × 3) وسعة أكثر من 2.0 Ah. يسمح بتفريغ كل عنصر بطارية حتى 0.9 فولت ، والبطارية بأكملها تصل إلى (0.9 × 3) 2.7 فولت. يمكن شحن البطارية بالكامل حتى (1.8 × 3) 5.4 فولت. وبالتالي ، من خلال ضبط منظم جهد الشاحن على 3.6 فولت ، نضمن استبعاد إعادة شحن البطارية دون فصلها عن الجهاز.
هناك أيضًا بعض الحماية فيما يتعلق بالتفريغ الكامل للبطاريات. مع جهد تزويد يبلغ 3.0 فولت ، يتم فقد إعدادات البحث التلقائي في جهاز الاستقبال ، وهو أمر ملحوظ في المرة التالية التي تقوم فيها بتشغيله. لا يزال الحد الأدنى من الشحن في البطارية. في هذه الحالة ، يجب ضبط تشغيل الجهاز. للقيام بذلك ، تحتاج فقط إلى زيادة تيار الشحن قليلاً.
2. التجميع والتحقق من تشغيل الدائرة
نختار التفاصيل وفقًا للرسم البياني أعلاه. تجميع دائرة الشاحن على لوحة دائرة عالمية. نتحقق من تشغيل الدائرة عن طريق تعيين عنصر البطارية كحمل. باختيار قيم المقاومات R4 ، R5 ، نحقق القدرة على ضبط جهد الخرج في النطاق بأكمله. بعد تثبيت بطارية البطاريات بالكامل ، نتحقق من الإمكانية والقيم عند ضبط تيار الشحن. مع تصنيف R3 وفقًا للرسم البياني أعلاه ، يتم تنظيم التيار من 0 إلى 350 مللي أمبير مع جهد خرج 3.2 إلى 9 -11 فولت.
نحن نقطع من اللوحة العالمية ونعد لوحة عمل للتجميع.
3. ننفذ تركيب الدائرة على لوحة العمل.
إذا كان هناك مساحة حرة ولتحسين نظام درجة الحرارة للأجزاء ، فمن الممكن التمييز عن الدائرة كتلة من الأجزاء ذات انبعاثات حرارية كبيرة. في هذه الحالة ، هو ترانزستور طاقة على الرادياتير والمقاوم R3 (يتكون من قوتين أدنى متصلتين بالتوازي). يتم تجميع هذه الأجزاء على لوحة خيار منفصلة مثبتة بعيدًا عن اللوحة الرئيسية. يتم تجميع الأجزاء المتبقية على اللوحة الرئيسية.
4. التجميع النهائي.
نقوم بتجميع الدائرة بأكملها في إصدار العمل والتحقق من تشغيل الشاحن المجمع.
نقوم بتثبيت دائرة العمل في وحدة الراديو المصنعة سابقًا في الإصدار المنزلي. نظرًا لأن وحدة راديو السيارة ثابتة وإزالتها مهمة شاقة ، فإن لوحة قيادة الجهاز تقع في علبة الوحدة بالقرب من النافذة أسفل ساعة المطبخ. عند إزالة الساعة من النافذة ، والتي تستغرق 3 ثوانٍ ، يكون الوصول إلى مؤشرات التشغيل وتعديل التيار والجهد مجانيًا.
