rozładowarka do ogniw NI-CD, Ciekawostki techniczne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Rozładowarka ogniw NiCd 2443 Do czego to służy? Wbrew pozorom opisywane urządzenie jest bardzo przydatne w praktyce, pozwala bo− wiem przedłużyć żywotność akumulatorów niklowo−kadmowych. Od lat bardzo popularne są akumulatory NiCd o wymiarach standardowych ogniw R6, R14 oraz R20. Posiadacze takich akumu− latorów po jakimś czasie użytkowania stwierdzają, że pojemności poszczególnych ogniw znacznie się różnią. Jest to poważna wada, ponieważ w czasie pracy kilka ogniw połączonych jest w szereg. Pojemność zesta− wu wyznaczona jest przez pojemność naj− słabszego ogniwa. Zestaw akumulatorów, w którym całkowicie rozładowane zostało tylko najsłabsze ogniwo, zostaje poddany pełnemu cyklowi ładowania. Lepsze akumu− latorki, które zawierają jeszcze dużo ładun− ku, są ładowane niepotrzebnie. Przy prądach ładowania większych niż 0,15Ah grozi to przeładowaniem i zmniejszeniem trwałości. Nawet jeśli nie nastąpi przeładowanie, może wystąpić tak zwany efekt pamięciowy (me− mory efect). W każdym przypadku należy się liczyć ze zmniejszeniem pojemności akumulatorów oraz ich trwałości. Aby uniknąć takich zagrożeń, należy rozłado− wać wszystkie akumulatorki przed ich łado− waniem do jednakowego poziomu napięcia. Niektóre ładowarki (na przykład z kostką U2400) mają taką funkcję – rozładowują aku− mulator do napięcia około 0,7...0,9V przed każdym cyklem ładowania. Niestety, więk− szość ładowarek nie ma takich możliwości. Opisywany prosty układ przeznaczony jest do “inteligentnego” rozładowania pojedynczych akumulatorków NiCd. “Inteligencja” polega na tym, że akumulator jest rozładowany znacz− nym prądem do napięcia około 0,8V. Przy na− pięciach rzędu 0,8V i niższych, układ pobiera bardzo mały prąd, co zapobiega szkodliwemu wyładowaniu akumulatora “do zera”. Wielką zaletą prezentowanego układu jest obecność diody LED, która pełni funkcję kontrolki rozładowania. Gdy dioda ta zga− śnie, akumulator jest rozładowany i gotowy do ładowania. W zasadzie podobne układy rozładowujące można zrobić prościej, jednak ich znaczącą wadą jest brak kontrolki w postaci diody świecącej, która wymaga napięcia pracy mi− nimum 1,6...1,8V. Aby zastosować diodę świecącą, należy zastosować przetwornicę napięcia, która będzie pracować w zakresie napięć zasilania 1,2V...0,8V. z elementów T4, T5, R7. Pobór prądu wyzna− czony jest przez wartość rezystora R7. Gdy spadek napięcia na R7 wzrasta ponad 0,6V, otwiera się tranzystor T4 i zmniejsza napię− cie na bramce MOSFET−a T5. Wartość R7 może być dobierana w szerokich granicach 0,2...10Ω , a prąd rozładowania wynosi mniej więcej (0,6V/R7 + 40mA). Do otwarcia MOSFET−a typu BUZ10 lub BUZ11 potrzebne jest napięcie rzędu 4...6V. Napięcie to uzyskiwane jest z przetwornicy podwyższającej. Tranzystory T1, T2 tworzą typowy generator o częstotliwości wyznaczo− nej przez elementy C1, C2, R2, R3. Przebieg prostokątny o częstotliwości ponad 100kHz steruje pracą najprostszej przetwornicy zapo− rowej z tranzystorem T3, cewką L1 i diodą D2. Gdy tranzystor T3 przewodzi, w cewce gromadzi się pewna ilość energii. Gdy tranzy− stor zostaje zatkany, energia jest oddawana − prąd nadal płynie przez cewkę w tym samym kierunku, przez diodę D2 i dalej. Na konden− satorze C3 występuje napięcie o wartości Jak to działa? Schemat ideowy rozładowarki pokazany jest na rysunku 1 . Układ zasilany jest z rozłado− wywanego akumulatora. Gdy napięcie zasi− lania maleje stopniowo od 1,2V do 0,8V, prąd pobierany przez układ niewiele się zmienia. Źródło prądowe zbudowane jest Rys. 1 Schemat ideowy 82 Elektronika dla Wszystkich kilku woltów. Umożliwia to zaświecenie dio− dy LED D3 i otwarcie tranzystora T5. W układzie można zastosować diodę D1, która wyznacza końcowe napięcie rozłado− wania. Bez diody, przy zwarciu punktów Z, Z1, akumulator rozładuje się do napięcia około 0,74V. Z jedną diodą Schottky’ego na− pięcie końcowe wynosi około 0,77V, z dwie− ma diodami Schottky’ego – 0,80V, a z jedną zwykłą diodą krzemową 1N4148 – 0,88V. Charakterystyki rozładowania pokazane są na rysunku 2 . Montaż i uruchomienie Układ można zmontować na płytce drukowa− nej, pokazanej na rysunku 3 . Płytka umożli− wia wykonanie dwóch identycznych ukła− dów do jednoczesnego rozładowania dwóch ogniw. Montaż jest klasyczny i nie powinien sprawić nikomu trudności. Układ nie wyma− ga uruchamiania i poprawnie zmontowany ze sprawnych elementów będzie od razu działał. . Wyznacza to końcowe napięcie łado− wania równe 0,77V i prąd rozładowania oko− ło 0,3A. Użytkownik może we własnym za− kresie zmienić te wartości według podanych wcześniej wskazówek. Piotr Górecki Rys. 3 Schemat montażowy Wyka elementów C1,,C2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1nF 4sztt.. C3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..10µ/10V 2sztt.. C4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220µ/10V 2sztt.. D1 .. .. .. .. .. .. .. ..diioda Schottttky’’ego 0,,2A np.. BAT43 2sztt.. D2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1N4148 2sztt.. D3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..diioda LED 3mm (czerwona) 2sztt.. L1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..150µH 2sztt.. R1,,R4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..330 ΩΩ 4sztt.. R2,,R3,,R5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2,,2k ΩΩ 6sztt.. R6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100k ΩΩ 2sztt.. R7 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2,,2 ΩΩ 0,,5W 2sztt.. T1,,T2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..BC558 4sztt.. T3,,T4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..BC548 4sztt.. T5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..BUZ10 llub BUZ11 2sztt.. Kompllett podzespołłów z płłyttką jjestt dosttępny w siiecii handllowejj AVT jjako kiitt szkollny AVT−2443 Elektronika dla Wszystkich 83 W wersji podstawowej przewidziano diodę Schottky’ego D1 i rezystor R7 o wartości 2,2 [ Pobierz całość w formacie PDF ] |