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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Carregador de celular com temporizador digital. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas O uso prolongado de baterias sem seguir as instruções e modos de carga e descarga leva ao desgaste prematuro dos eletrodos e à ocorrência de um “efeito memória” quando cristais dendríticos pouco solúveis aparecem nas placas. A cristalização, causando aumento na resistência interna da bateria, reduz a corrente e a tensão de descarga, o que leva ao mau funcionamento do celular. O carregamento de baterias com corrente pulsada proposto no artigo permite prolongar sua vida útil, restaurar a capacidade e eliminar o “efeito memória”. Neste caso, não há sobrecarga ou superaquecimento da bateria. Nos intervalos entre os pulsos de corrente de carga, a bateria é descarregada com uma corrente de 0,2...5% da capacidade. A amplitude da corrente de carga em um pulso atinge cinco vezes a corrente média, o que permite “bombear” energia para a bateria em um tempo muito curto (0,1...1 ms) e acelera a restauração de suas características de desempenho. O consumo de energia ao carregar com corrente contínua e pulsada é quase o mesmo, mas neste último caso a temperatura da caixa não aumenta, pois um pulso curto e um intervalo suficientemente longo entre os pulsos permitem que a temperatura caia em tempo hábil. A corrente média de carga da bateria não excede a classificação recomendada pelo fabricante. Para manter o período de garantia, o tempo de carregamento também deve estar de acordo com as recomendações de fábrica. O circuito do carregador é mostrado na Fig. O dispositivo inclui um temporizador digital no chip DD1, que é um contador binário de 2 bits. O contador é redefinido (definindo todos os bits para zero) quando um nível alto aparece na entrada de redefinição R (pino 14) de DD11. O contador é incrementado pela borda negativa do pulso de clock.
Os pulsos de clock são gerados por um multivibrador nos elementos DD1.1 e DD1.2, que realizam operações lógicas 2OR-NOT. Um nível alto na saída de cada elemento ocorre quando ambas as entradas estão baixas. O resistor variável R2 altera a frequência dos pulsos de clock e. daí o tempo de carregamento da bateria. O funcionamento do contador DD2 é indicado pelo LED HL1. Quando a tensão de alimentação é aplicada ele acende, ao final da contagem do 8º pulso apaga, e após 8 pulsos acende novamente, etc. Os pulsos de saída do contador DD2 através de um inversor no elemento DD1.3 são alimentados ao temporizador analógico DA1, operando no modo multivibrador controlado. Este modo permite gerar pulsos na saída 3 do DA1 sincronizando com o estado do DD2. A duração dos pulsos do multivibrador depende principalmente das resistências dos resistores R5, R6 e da capacitância do capacitor C3. No estado inicial, a saída 3 do temporizador DA1 está alta, o transistor VT1 está aberto e a corrente de carga é fornecida à bateria GB1. À medida que o capacitor C3 é carregado através dos resistores R5 e R6, a tensão nos pinos 2 e 6 do DA1 aumenta, e quando atinge o nível de 1/0,69 Un após o tempo t5=6(R3+R2)C3, o temporizador muda e aparece no nível baixo do pino 3, o transistor fecha e a corrente de carga para. O transistor de descarga interno DA1 na entrada 7 durante o tempo t2=0,69R6 C3 descarrega o capacitor C3 até o nível de 1/3 Un, o comparador inferior na entrada 2 muda o gatilho interno para seu estado original e o capacitor C3 é carregado novamente. O ciclo se repete. O resistor R6 permite definir a corrente necessária ao carregar a bateria. A duração dos pulsos na saída do multivibrador DA1 com os valores indicados dos elementos é de 3,5...35 s, o que corresponde a uma frequência de 1,2.0.12 Hz. Os resistores R8 e R9 criam uma polarização inicial baseada no transistor VT1, o resistor R10 no circuito coletor limita a corrente de pulso, reduzindo a probabilidade de quebra do transistor VT1. A indicação de sobrecarga é feita no LED HL4 com um resistor limitador de corrente R12. No circuito emissor VT1, para controlar a polaridade de conexão da bateria GB1, dois LEDs HL2 e HL3 (verde e vermelho) são instalados costas com costas em paralelo. Se a polaridade da bateria estiver incorreta, o LED vermelho HL3 acende, e se a polaridade da bateria estiver correta, o LED verde HL2 acende, que serve adicionalmente como circuito de descarga da bateria. Para monitorar a corrente de carga, use o amperímetro PA1, cujas leituras podem ser usadas para avaliar a corrente média de carga. O pino 5 do DA1 é conectado ao divisor de tensão interno do temporizador e é utilizado para controlar a frequência de pulso do DA1. Ao final da contagem, um nível alto aparece na saída (pino 3) do DD2, que é invertido por elemento DD1.3, e “0” de sua saída comuta DA1 para que a frequência de pulso na saída 3 DA1 caia. A corrente de carga da bateria é significativamente reduzida e o carregador entra no modo buffer de carregamento do GB1 com uma corrente fraca. Isso permite que você mantenha a bateria em condições de funcionamento por muito tempo sem sobrecarregá-la. Um nível de alta tensão da saída 3 do DD2 também vai para a entrada 6 do elemento DD1.2 e desliga o multivibrador nos elementos DD1.1 e DD1.2. Os pulsos de contagem param de chegar à entrada. Do contador DD2. Para reiniciar o multivibrador, reinicie o contador usando o botão “Reset” SA1 ou desligue a energia por alguns segundos. O estágio de saída do transistor VT1 no circuito é alimentado diretamente pela unidade de potência do transformador T1, ponte de diodos VD1 e capacitor C4. Os microcircuitos são alimentados por um estabilizador de tensão no chip DA2. O aumento da tensão no capacitor C4 em comparação com a tensão da bateria que está sendo carregada permite a formação de pulsos curtos de corrente de grande amplitude para remover a cristalização dos eletrodos. A maior parte das peças da memória é colocada em uma placa de circuito impresso medindo 96x38 mm (Fig. 2), que é fixada dentro do gabinete.
O case foi utilizado de fábrica, tipo BP-1. Um transformador do tipo TN ou TPP com tensão de saída de 2x12.2x15 V e corrente de carga permitida de 1...1,5 A é instalado na bandeja da caixa. Terminais de comutação, amperímetro, LEDs e reguladores são instalados no painel frontal do dispositivo. A conexão da bateria ao carregador é feita com prendedores de roupa. O bloco de diodo VD1 corresponde a dois diodos de pulso do tipo KD213B. O chip DD1 é substituível por KR1561LE5, 564LE5, CD4001B; DD2 - no CD4020, CD4040, K561IE20A, o temporizador analógico DA1 é substituído por KR1006VI1, o estabilizador DA2 - por KR142EN8A(G). Você pode usar D333 ou KT8116 como transistor de saída. Resistores de baixa potência - C2-29, C2-34, R10 - tipo RWR-7W, 2R00JSYC ou C5-37V, variáveis - SPO ou SPD. Capacitores - km. A configuração do dispositivo deve começar com uma verificação completa do circuito em busca de erros. Quando a tensão de alimentação é aplicada (sem bateria), os LEDs HL1 e HL2 devem acender. Quando a bateria está conectada, o LED HL2 pode acender com brilho aumentado; se houver uma “inversão de polaridade” (polaridade errada da bateria), o LED HL3 vermelho deve acender. O regulador R6 define a corrente de carga da bateria na placa de identificação utilizando o amperímetro (1/10 da capacidade indicada na caixa), o regulador R2 - o tempo de carga recomendado. Com resistência mínima R2, um nível alto na saída 3 do DD2 deve aparecer após 60 minutos, com máximo após 600 minutos. Esses valores são ajustados selecionando a resistência R1. Após a conclusão do carregamento, é recomendável verificar a corrente de descarga da bateria e determinar a resistência interna. Autor: V.Konovalov, Irkutsk
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