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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de corrente para compensar a descarga automática da bateria. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas Como a autodescarga de fontes de corrente química é um assunto inevitável, sempre foi dada atenção à sua compensação na literatura de rádio amador. O esquema do set-top box automático, que, após um simples refinamento de qualquer carregador existente, pode ser utilizado para esse fim, é dado em [1]. Existe uma segunda opção - o uso para esse fim de uma fonte de corrente (IT) de baixa potência, permanentemente conectada à bateria durante seu armazenamento de longo prazo. Tais dispositivos foram até produzidos pela indústria. Como base (Fig. 1) na primeira versão (Fig. 2) IT, foi utilizado um circuito de um recarregador do tipo UP-N12-0,05-UHL3.1, que em dezembro de 1992 foi lançado pela Zakarpatmash Production Association em a cidade de Zakarpatmash, Uzhgorod. Como durante os experimentos com o circuito havia apenas um manual de operação, além dos parâmetros nele dados para o consumo de energia (5,5 W no modo curto-circuito) do IT no modo curto-circuito (curto-circuito) e o valor do corrente de curto-circuito de 250 mA, outros dados de projeto no dispositivo não eram. Com base nesses dados, foi realizado um cálculo aproximado do transformador de potência. O valor da tensão de entrada foi determinado: 5,5 W / 0,25 A \u22d 24 V. Dos transformadores disponíveis, o transformador abaixador (PT) para um ferro de solda de 25 volts e 2.940.005 watts de um kit de solda elétrica 3 .24TU, produzido pela fábrica de Vinnitsa, acabou sendo o " Farol" mais adequado, cujo diagrama é mostrado na Fig. 28. Este transformador fornece tensões de 25 e 100 V em dois soquetes regulares do tipo SGZ, possui uma corrente "inativa" bastante baixa (XNUMX mA). O problema de segurança elétrica também é resolvido estruturalmente: os enrolamentos primário e secundário estão localizados em seções separadas da estrutura. A resistência do enrolamento primário é de aproximadamente XNUMX ohms. O dispositivo (Fig. 1) é um IT com alta resistência interna, feito em um poderoso transistor VT1.
A constância dos parâmetros da corrente de saída é assegurada pelo fornecimento de uma tensão estabilizada da fonte de tensão de referência (ION) para a base VT1 e, portanto, sua corrente de saída é praticamente independente da carga no circuito coletor. Com circuitos simples, IT tem boa estabilidade de temperatura [2]. Altos parâmetros são obtidos devido ao uso de um LED como um ION, que atua como um estabistor. Como resultado da compensação mútua do coeficiente positivo de temperatura h21e(+2 mV / deg) de um transistor bipolar e um coeficiente de temperatura negativo de mudança de queda de tensão da temperatura do LED, foi possível obter a estabilidade dos parâmetros de corrente de carga da temperatura, o que é essencial para um longo período de operação do dispositivo. Uma certa desvantagem dos esquemas da Fig. 1 e da Fig. 2 é a possibilidade de conexão incorreta da bateria ao IT na polaridade oposta, com todas as consequências decorrentes. Em [3], essa deficiência é eliminada, mas o esquema de TI é um pouco complicado. Uma solução de circuito mais simples comparada a [3] é usada na segunda versão do circuito IT mostrado na Fig.4. Ao contrário dos circuitos da Fig. 1 e da Fig. 2, em vez do resistor R2, aqui é utilizada uma chave transistorizada, controlada pela tensão da bateria que está sendo carregada, similarmente [1]. Devido ao fato de que a indicação do LED deve determinar inequivocamente o estado do dispositivo no momento, mais atenção é dada ao circuito da Fig. 4 em comparação com [3]. Um indicador LED de duas cores foi introduzido no circuito, o que indica claramente uma ou outra polaridade da conexão da bateria ao IT. A introdução de um interruptor de transistor permite eliminar completamente a descarga da bateria através do IT com uma conexão inversa, bem como eliminar o modo de curto-circuito, pois quando XS1 e XS2 estão fechados, a tensão de controle na polaridade necessária não é fornecida à base VT2, ela é fechada e o circuito de possível descarga da bateria é interrompido.
O indicador de polaridade para conectar a bateria ao IT é composto por dois LEDs: VD5 tipo AJ1307A e VD6 tipo AL307V vermelho e verde, respectivamente. Seu trabalho é claro. Esquematicamente, os LEDs do indicador, além de sinalizar, desempenham a função de autoproteção: um diodo que brilha protege contra os efeitos da tensão reversa (Uobr.max = 4 V); C. Em vez de dois LEDs de diferentes cor de brilho, você pode usar um LED de duas cores. O valor da corrente de descarga da bateria através do indicador LED quando a tensão de rede de 1,6 V está desligada é determinado pelo resistor R1,8. Para este projeto, é igual a 220mA. Variantes de possíveis estados de indicadores LED são fornecidas na tabela.
Para reduzir perdas inúteis nos circuitos de indicação de conexão de energia de 220 V, o diodo VD8 é conectado ao enrolamento do FET com uma tensão alternada de 4 V (T1, Fig. 3). O diodo VD8 também é protegido contra tensão reversa usando um diodo de silício VD7 conectado na direção oposta.
Não havia dados sobre o radiador usado em [4]. Na primeira versão do projeto real, foi usado um poderoso transistor de silício KT803, que, conforme segue o livro de referência [5], dissipa energia sem um dissipador de calor de 5 W. Como o modo mais difícil para VT1 (Fig. 2) é o modo de curto-circuito (o mais possível), foi neste modo (200 mA) que o funcionamento do circuito foi testado. Potência dissipada neste modo no transistor regulador: Р=240,2=4,8 (W). Durante os experimentos, o transistor VT1 esquentou significativamente, por isso foi instalado em um radiador adicional (placa) de duralumínio com dimensões de 46x85x1,5 mm. A própria placa foi montada na tampa superior do invólucro PT em três postes roscados de 12 mm de altura. O significado físico de uma corrente de curto-circuito maior do que a corrente de compensação de autodescarga (TCS) durante a operação de TI em uma bateria (como fonte de corrente química), em uma certa simplificação, pode ser representado como a subtração da tensão da bateria de a tensão de alimentação em resistências internas constantes de IT, bateria e outras condições. Depois de finalizar o circuito da Fig. 2 com uma chave de transistor (Fig. 4), o regime térmico do VT1 melhorou significativamente (P = 24 V0,06A = 1,44 W), porém, o projeto do radiador de placa com o VT1 instalado nele foi deixado por razões de manter o volume de montagem.
Os elementos do retificador e IT são montados entre a placa e o plano superior da caixa do PT por um método articulado. Quatro furos com diâmetro de 5 mm são feitos na placa, na qual os LEDs são instalados. Os LEDs e a placa são fixados mutuamente com um adesivo molecular. A conexão de TI à bateria é realizada usando o conector SSH5 e uma linha flexível de dois fios com grampos de design apropriado. Como XS1 e XS2 (Fig. 2 e Fig. 4), foram utilizados soquetes livres XS2.4 e XS2.5 PT (Fig. 3), nos quais foram instaladas pétalas adicionais. Com esse refinamento, o PT manteve integralmente suas funções originais. Detalhes. É desejável usar transistores de silício em TI para uma potência de 20 W e mais, de preferência em uma caixa de metal, com uma tensão de 1) eq de pelo menos 50 V. Resistor R1 tipo MLT1, R2 MLT-0,5. O transformador T1 (Fig. 3) pode ser feito de forma independente, por exemplo, em um circuito magnético Ш16x24 (S = 3,84 cm2) do transformador de saída ULF de uma TV colorida de tubo. O aço do transformador, do qual foi feito seu circuito magnético, apresenta baixas perdas de watt na frequência de 50 Hz, o que é importante para o T1 com a esperada operação de longo prazo. O cálculo do número de voltas T1 foi realizado de acordo com as recomendações [6] de acordo com a fórmula 50/S (levando em consideração o uso de núcleos magnéticos de alta qualidade, o número empírico é reduzido para 50). De onde N \u50d 2 / S (cm50) \u3,84d 13 / 220 \u13d 2870 (voltas / V). Número de voltas do enrolamento primário 13x24=1,2, secundário 370x13x 4=1,2 + 63x20x0,8=XNUMX (o número de voltas do enrolamento secundário é aumentado em XNUMX%). O diâmetro do fio do enrolamento é calculado pela fórmula: d=XNUMX(l)0,5. Para o enrolamento primário, por motivos de redução da resistência ativa, foi adotado um diâmetro de 0,15 mm. Por exemplo, para o enrolamento secundário em uma corrente de curto-circuito de 0,2 A d=0,8(0,2)0,5=0,36 (mm). A corrente "idling" de dois transformadores fabricados, calculada de acordo com as fórmulas acima e montadas nos circuitos magnéticos mencionados, era de cerca de 5 mA. Configurando o esquema (Fig. 2). Desconecte o LED VD2 (Fig. 2) do transistor e conecte-o diretamente na ponte retificadora. Conecte ao circuito aberto VD2 (ponto A) um avômetro, conectado por um amperímetro. Em vez do resistor R2, um potenciômetro de 4,7 kΩ é conectado, ligado por um reostato e ajustado para resistência máxima. Ao alterar a resistência do potenciômetro, defina a corrente através de VD2 10 mA. Conecte VD2 ao transistor. Em vez do resistor do emissor R1, um potenciômetro de fio enrolado de 47 ... 100 ohms é instalado, ligado por um reostato e ajustado para a resistência máxima. Conecte a XS1 e XS2 um avômetro, ligado por um amperímetro até o limite máximo de medição. Ao alterar a resistência do potenciômetro, a corrente de curto-circuito é ajustada para 200 mA. O valor TCR da bateria, recomendado [3], com a bateria conectada (preliminarmente carregada) deve ser de 45 mA. Nota Devido ao desvio da transição E-B do transistor VT1 ION, o LED VD2 (Fig. 1 e Fig. 2) sem carga (na ausência de conexão da bateria ou curto-circuito na saída) não deve acender. Configurando o esquema (Fig. 4). Conecte uma bateria carregada com tensão de 14,5 V. Substitua o resistor R4 por um potenciômetro de 470 kΩ, ligado pelo reostato e ajustado para resistência máxima. Defina a corrente do potenciômetro através do miliamperímetro 10 mA. O ajuste da corrente de saída do IT fig.4 é semelhante ao ajuste da corrente de saída do IT fig.2, mas só deve ser feito com a bateria conectada na polaridade apropriada. O valor da corrente de saída IT fig. 4 deve ser igual à soma do TCS da bateria mais a corrente que passa pelo indicador de conexão da bateria, ou seja, 45+15=60 (mA). Literatura:
Autor: S. A. Elkin
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