يُقترح خيار لتصنيع شاحن بطارية للأجهزة المنزلية ، مع ضبط التيار والجهد للشحن ، مع استقرار التيار عند الحمل.
مع العيش الدوري في منزل صيفي ، يصبح من الضروري في بعض الأحيان إعادة شحن مصادر الطاقة المختلفة للساعة ، جهاز الاستقبال ، مصباح يدوي. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب بطاريات Li-ion من الهواتف المحمولة القديمة المستخدمة في البطاريات المصنعة سابقًا رسومًا. محلية الصنع. بالنظر إلى أن البطاريات المستخدمة لها أشكال وأبعاد وأبعاد متصاعدة مختلفة ، بالإضافة إلى أوضاع شحن مختلفة ، فمن الضروري إلى حد ما عمل شاحن عالمي (شاحن). نظرًا لأنه سيتم استخدام هذا الشاحن بشكل دوري فقط ، فلا معنى لتصنيع أو الحصول على ذاكرة متخصصة لكل نوع من أنواع البطاريات.
في هذا الصدد ، لشحن مختلف البطاريات منخفضة الطاقة ، سننتج شاحنًا واحدًا ومبسطًا وموثوقًا به. عند شحن البطاريات تحت التحكم البصري الدوري في نهاية الشحن ، مع القدرة على ضبط الأوضاع (تيار مستقر وأقصى جهد شحن) ، سيضمن هذا الشاحن تشغيلًا عالي الجودة.
تتم مناقشة عملية تصنيع الشاحن للمهمة أدناه.
1. تركيب البيانات المصدر.
من أجل التشغيل السليم لبطاريات هيدريد النيكل والمعدن ، فمن المستحسن الحفاظ على جهد التشغيل على الخلايا ضمن 1.2 ... 1.4 فولت ، ويسمح بحد أقصى تخفيض إلى 0.9 فولت. يوصى بإجراء شحن سريع لخلايا بطارية NiMH بجهد 0.8 ... 1.8 فولت ، مع تيار شحن في نطاق 0.3 ... 0.5 درجة مئوية.
جهد التشغيل لبطارية ليثيوم أيون هو 3.0 ... 3.7 فولت. يجب شحن البطارية بجهد أقصى يبلغ 4.2 فولت ، مع تيار شحن في نطاق 0.1 ... 0.5 درجة مئوية (حتى 450 مللي أمبير مع سعة بطارية 900 مللي أمبير).
بالنظر إلى التوصيات ، نحدد الخصائص التالية للذاكرة المصنعة:
جهد الخرج 1.3 ... 1.8 فولت (لبطارية NiMH).
جهد الخرج 3.5 ... 4.2 فولت (لبطارية ليثيوم أيون).
تيار الإخراج (قابل للتعديل) - 100 ... 400 مللي أمبير (... 900 مللي أمبير).
جهد الدخل هو 9 ... 12 فولت.
تيار الإدخال هو 400 مللي أمبير (1000 مللي أمبير).
2. المصدر الحالي.
كمصدر حالي للذاكرة ، نستخدم محول محمول 220/9 فولت ، 400 مللي أمبير. يمكنك استخدام محول أكثر قوة (على سبيل المثال ، 220 / 1.6 ... 12 فولت ، 1000 مللي أمبير). في هذه الحالة ، لا يلزم إجراء تغييرات في تصميم الذاكرة.
3. دائرة شاحن.
إن دائرة الذاكرة سهلة التصنيع والتشغيل ، ولا تحتوي على أجزاء نادرة ومكلفة. يتيح لك الجهاز شحن بطاريات مختلفة بتيار ثابت ومثبت مسبقًا. وأيضًا ، قبل البدء في الشحن ، يمكنك ضبط حد الجهد ، والذي لن يرتفع فوقه عند أطراف البطارية ، أثناء عملية الشحن بأكملها.
دعونا نجعل الذاكرة وفقا للمخطط.
4. وصف تشغيل دائرة الذاكرة.
وحدة التحكم في تيار الخرج مبنية على ترانزستور مركب VT1. القيمة القصوى لتيار الشحنة الحالية محدودة بمقاومة منخفضة المقاومة R7 (مع تصنيفات الأجزاء الموضحة على الرسم البياني ووحدة تزويد الطاقة المقابلة ، يصل أقصى تيار شحن لبطارية Li-ion إلى 1.2 أمبير). في حالة عدم وجود المقاوم والمقاومة والقوة اللازمة ، يمكن تجميعه من عدة مقاومات رخيصة وعامة. على سبيل المثال ، في التصميم أعلاه ، يتم تجميع المقاوم R7 بثلاثة واط مع مقاومة 3.4 أوم من مجموعتين متصلتين بالسلسلة ، وثلاثة مقاومات متوازية MLT-1 بمقاومة 5.1 أوم.
على الترانزستور VT2 والمقاومات R5 ، R6 ، يتم تنفيذ مثبت ومنظم تيار الشحن. يتم توصيل المقاوم المتغير R6 بالتوازي مع الحد المقاوم R7 وهو جهاز استشعار حالي. يتناسب التيار من خلال المقاوم R6 مع التيار من خلال المقاوم R7 ، ولكن نظرًا لنسبة المقاومة فهو أصغر بكثير ، مما يسمح لك بالتحكم في تيار الإخراج باستخدام مقاوم بديل وترانزستور منخفض الطاقة.
تحت الحمل ، يظهر انخفاض الجهد في المستشعر الحالي بما يتناسب مع التيار المار. عندما يتغير تيار الشحن ، لأسباب مختلفة ، ينخفض الجهد عبر R6 ، وبالتالي ، يتغير جهد التحكم بناءً على ترانزستور VT2 بشكل متناسب.
مع زيادة الجهد على أساس VT2 ، يزداد التيار K-E للترانزستور VT2 ، مما يقلل الجهد على أساس VT1. في هذه الحالة ، يبدأ ترانزستور الطاقة VT1 في الإغلاق ، مما يقلل من تيار الشحن للبطارية. على العكس ، مع انخفاض الجهد على أساس VT2 ، يزداد تيار الشحن. وبالتالي ، يتم إجراء التصحيح التلقائي للتيار في الحمل - استقرار تيار الشحن.
من خلال تغيير مقاومة المقاوم R6 ، يمكننا ضبط تيار شحن البطارية المطلوب. بعد التعديل ، تحدث عمليات مماثلة لاستقرار التيار المضبوط حديثًا.
العقدة لضبط الجهد المحدد مصنوعة من منظم جهد قابل للتعديل DA1 (TL431). باختيار مقاومة المقاومات R3 و R4 ، نختار نطاق التحكم في الجهد الأمثل. باستخدام المقاوم المتغير R4 ، قمنا بتعيين حد جهد الخرج (قبل توصيل البطارية بالشاحن).
عند توصيل بطارية فارغة بالشاحن ، ينخفض جهد الخرج. يبدأ التيار المحدد بواسطة المقاوم R6 في التدفق عبر البطارية. مع شحن وزيادة الجهد على البطارية ، تقترب الإمكانية عند قطب التحكم في الصمام الثنائي الزينر DA1 من 2.5 فولت ، يبدأ الصمام الثنائي الزينر TL431 في الفتح. في الوقت نفسه ، ينخفض الجهد القائم على VT1 تدريجيًا ، ويتم إغلاق ترانزستور الطاقة ، وينخفض تيار الشحن المتدفق عبره تدريجيًا إلى الصفر تقريبًا.
يتم تضمين مقياس (متعدد) في الموصل X2 لإعداد ومراقبة تيار الشحن ؛ عند شحن عناصر من نفس النوع ، يتم تثبيت وصلة بدلا من ذلك.
يستخدم موصل X3 لتثبيت بطارية ليثيوم أيون من هاتف محمول. من الممكن تركيب بطاريات أسطوانية بأطوال مختلفة بجهد 1.2 ... 1.4 فولت في الموصل X4. يتم تضمين الثنائيات VD1 و VD2 في دائرة موصل X4 لخفض جهد البطارية إلى 1.3 ... 1.8 فولت ولمنع تفريغ البطارية عند إيقاف تشغيل الشاحن. باستخدام مجسات عن بعد مع مقطع ، يمكنك توصيل بطارية غير قياسية بجهد تشغيل يصل إلى 6 ... 9 فولت للشحن.
5. جعل السكن الشاحن
لإسكان الذاكرة ، نستخدم غطاء بلاستيكي من مرحل قديم ، بقياس 90 × 60 × 65 مم. نعزز الحالة مع لوحة PCB لتثبيت الموصلات. نقوم بحفر ثقوب التثبيت المطلوبة.
6. نكمل الحالة مع الموصلات ونصنع عناصر غير قياسية.
7. نقوم بتجميع العلبة بعناصر مفصلية. يوجد على اللوحة الخلفية موصلات - تحكم X2 (أسفل) ومدخل X1 للتوصيل بمحول طاقة الشاحن. في الجزء العلوي من العلبة توجد لوحة لتثبيت بطارية Li-ion.
8. المسكن مثبت على الجانب الأمامي من الذاكرة واتصالات لتركيب البطاريات الاسطوانية.
9. نكمل الذاكرة بأجزاء وفقا للرسم البياني أعلاه.
نحن نؤجل الأجزاء التي لديها الكثير من الحرارة. في هذه الحالة ، هو ترانزستور طاقة VT1 على مشعاع ومقاوم مجمع R7 ، يتألف من ستة مقاومات ذات طاقة أقل. لتحسين نظام درجة الحرارة ، نجمع هذه الأجزاء على لوح منفصل. يتم تثبيت الأجزاء المتبقية ولحامها على اللوحة الثانية.
يتم تحديد أبعاد الألواح بالأبعاد الداخلية للحالة وموقعها في حجم العلبة. بعد تحديد موقع الألواح ، نقوم بحفر ثقوب في حالة المقاومة المتغيرة وفتحات التهوية لتبديد الحرارة.
10. تجميع الذاكرة
وفقًا لمخطط الذاكرة ، نقوم بجمع لوحات الطاقة والتحكم معًا ، والتحقق من تشغيل الدائرة.
نقوم بتثبيت وإصلاح جميع الملحقات في السكن. لاستبعاد الاتصال الكهربائي المحتمل ، نقوم بعزل لوحة التحكم عن البيئة بغطاء بلاستيكي.
نقوم بتجميع تصميم الذاكرة ككل والتحقق من تشغيل الجهاز.
11. عمل الشاحن.
قبل توصيل بطارية Li-ion بالشاحن ، باستخدام المقاوم المتغير R4 (تنظيم الجهد) ، نقوم بتعيين جهد الشحن في أطراف الإخراج لهذه البطارية.
نقوم بتوصيل البطارية ، ينخفض جهد الخرج إلى الجهد المتبقي على البطارية. من خلال ضبط مقاومة المقاوم R6 (التعديل الحالي) ، نقوم بتعيين تيار الشحن المطلوب.
عند تثبيت خلية بطارية أسطوانية ، تكون عملية اختيار الأوضاع متشابهة.
عند تشغيل الشاحن ، قبل تثبيت البطارية ، يفتح مثبت الجهد DA1 (الجهد على قطب التحكم في الصمام الثنائي الزينر أعلى من 2.5 فولت) ويضيء LED2 (المؤشر الأحمر ، على اليسار).
نقوم بتوصيل البطارية ، ينخفض جهد الخرج. يبدأ الشحن بالتيار المستقر المحدد. يخرج LED2. اعتمادًا على التيار المحدد ، يمكن إضاءة بعض LED3 (مؤشر أحمر ، يمين).
عند الوصول إلى الجهد المحدد ، تستمر الشحنة عند هذا الجهد ، ولكن مع انخفاض تيار الشحن. يزداد سطوع LED3 ، ويتم تشغيل LED2. يشير الحد الأقصى لسطوع المصابيح LED2 و LED3 إلى الحد الأدنى لتيار الشحن المتأصل في نهاية شحن البطارية.
