Carregador exponencial para baterias pequenas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
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O carregador proposto para baterias de pequeno porte (NiCd e similares) realiza uma carga com variação de corrente de forma exponencial decrescente. Isso permite que você obtenha a carga mais completa e, assim, prolongue a vida útil da bateria.
Para explicar a natureza exponencial do processo de carregamento, utilizamos um circuito equivalente (Fig. 1).
Vamos conectar o capacitor C em série com o resistor R a uma fonte de tensão constante Uin. Assumimos que no momento inicial o capacitor está completamente descarregado. Então o capacitor carregará gradualmente através do resistor R até o valor Uin e a tensão no resistor R mudará de acordo com a curva mostrada na Fig.
O diagrama de circuito de um carregador que implementa o princípio descrito é mostrado na Fig.
A bateria recarregável G1 é conectada ao capacitor de ajuste de corrente C1 através de um estágio buffer no transistor de efeito de campo VT1, que possui alta resistência de entrada e não carrega o capacitor. O resistor R1 define a corrente de carga inicial. O capacitor C1 e o resistor R5 são elementos de temporização. O resistor R4 limita a corrente aleatória de curto-circuito da bateria.
Os dispositivos PA1 e PV1 são usados para controlar o processo de carregamento. Depois de inserir a bateria no carregador (a chave seletora SA3 está aberta e nenhuma tensão de alimentação é fornecida), sua tensão inicial é medida usando PV1. As baterias NiCd possuem “efeito memória”, portanto antes de carregá-las devem ser descarregadas até aproximadamente 1 V. Para isso, a chave seletora SA2 é fechada e a tensão da bateria é monitorada por meio do dispositivo PV1. Após G1 atingir 1 V, SA2 abre e SA3 fecha.
Com o resistor R1, com a chave seletora SA1 fechada, a corrente de carga inicial é ajustada igual a (0,3...0,5) C (C é a capacidade nominal da bateria). Neste modo, o G1 é carregado por 3 a 4 horas. Em seguida, a chave seletora SA1 abre e o carregamento adicional prossegue no modo exponencial. A bateria não recarrega, portanto você pode deixá-la no carregador por muito tempo, por exemplo, durante a noite.
A resistência R5 e a capacitância C1 são selecionadas de tal forma que a constante de tempo T do circuito exponencial é:
T=С1R5=20...000 (s).
Em termos de horas, isso equivale a 5...6 horas. No dispositivo descrito, a capacitância do capacitor é escolhida como 4700 μF e a resistência do resistor é de 5,1 MOhm. Devido ao fato da resistência de entrada do transistor de efeito de campo VT1 ser muito alta, a resistência de R5 pode atingir até 10...15. Humm
A fonte de alimentação do carregador deve ter potência de saída de pelo menos 10 W a uma tensão de 9 V. Não há necessidade de instalar um capacitor de filtro após o retificador.
Autores: A.Partin, L.Partin, Ekaterinburg
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