Indicador do limitador de carga da bateria. Esquema, descrição

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Ao carregar várias baterias AA ou AAA Ni-Cd ou Ni-Mh conectadas em série ao mesmo tempo, muitas vezes surge uma situação em que algumas delas ainda não foram carregadas, enquanto outras já estão sendo recarregadas. Isso se deve ao fato de que a capacidade real das baterias, principalmente se não forem "o primeiro frescor", pode diferir significativamente da nominal e, ao carregar com uma corrente, algumas carregam mais rápido que outras. Para eliminar essa situação, você pode montar um indicador limitador, que é conectado em paralelo a cada bateria. O aparelho é destinado para instalação em carregadores simples, nos quais o carregamento é feito com corrente estável e não há controle da tensão de cada bateria ou tempo de carregamento.

O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1. É um conversor de tensão elevador carregado com um LED e é montado em um microcircuito especializado NCP1400ASN33T1 (NCP1400ASN50T1). O indicador do limitador, conectado em paralelo com a bateria G1 que está sendo carregada, praticamente não consome corrente até que a tensão da bateria seja inferior a 1,42 V. Portanto, toda a corrente de carga "entra em ação", ou seja, carrega a bateria. Quando a tensão excede o valor acima, o conversor liga, a corrente consumida por ele aumenta e a corrente de carga diminui significativamente, até zero. O LED começa a acender, sinalizando o fim do carregamento da bateria.

Indicador de limite de carga da bateria
Arroz. 1. Diagrama do dispositivo

O diodo Zener VD1 protege o conversor de sobretensão, que pode ocorrer se a bateria não estiver instalada, falha ou devido a mau contato no suporte. O conversor liga se a tensão na entrada de controle CE exceder 0,5 ... 0,6 V. Ele entra nesta entrada através dos diodos VD2 e VD3, e seu valor será menor que a queda de tensão entre eles. A corrente através desses diodos e, portanto, a tensão entre eles, define o resistor R1 e, ao selecioná-lo, você pode definir o limite para ligar o conversor de tensão. Nesse caso, a tensão limite é definida como 1,42 V.

A corrente consumida pelo conversor excede a corrente que flui através do LED em 2,5...3 vezes. Se você usar um LED branco, com tensão de 3,3 V, a corrente que passa por ele dependerá principalmente do seu tipo e pode precisar ser selecionada. Se, por exemplo, um LED consumir 20 mA, o conversor consumirá cerca de 50 mA. É por esse valor que a corrente de carga diminuirá depois que o conversor for ligado. Para definir o consumo de corrente desejado, é necessário usar um LED verde ou amarelo conectando o resistor R2 em série com ele. Uma seleção desse resistor define a corrente consumida por todo o conversor. Você pode usar um LED vermelho, mas primeiro você precisa verificar se ele não brilha na tensão de 1,4 V, alguns espécimes são capazes disso.

Se você usar elementos de tamanho pequeno para montagem em superfície, a placa de circuito impresso do dispositivo será pequena. Seu desenho é mostrado na Fig. 2. É dupla face. Através dos orifícios da placa, os pads são interligados em ambos os lados. O LED, o capacitor e o resistor R2 são instalados de um lado, os demais elementos do outro. Os diodos CDLL4148 podem ser substituídos por diodos de saída das séries KD521 e KD522. O diodo zener é de baixa potência para uma tensão de estabilização de 3 ... 3,3 V. Os resistores e um capacitor são para montagem em superfície, tamanho 0805 ou 1206. O indutor deve ser classificado para uma corrente de 200 ... 250 mA, bobinas são adequados - LQY4N, LQN4N, SDR0703 ou série de saída EC24. O LED pode ser qualquer um e, como a corrente que passa por ele é bastante grande, não é necessário o uso de um LED de maior brilho.

Indicador de limite de carga da bateria
Arroz. 2. Desenho PCB do dispositivo

A colocação dos elementos na placa é mostrada na fig. 3. Uma resistência adicional R2 é instalada do lado da instalação do LED, tendo previamente feito um corte no condutor impresso. O corte e o resistor R2 são destacados na fig. 3 em vermelho. A aparência do dispositivo é mostrada na fig. 4.

Indicador de limite de carga da bateria
Arroz. 3. Colocação de elementos no tabuleiro

Indicador de limite de carga da bateria
Arroz. 4. Aparência do dispositivo

É conveniente instalar esse indicador limitador em um carregador com corrente de carga de 60 ... 80 mA (para baterias com capacidade de até 800 mAh). Nesse caso, após ligar o LED, a bateria continuará sendo recarregada com várias vezes menos corrente. Para aumentar a corrente consumida pelo conversor, é necessário instalar dois ou três LEDs em sua saída, cada um com seu próprio resistor.

Se a corrente de carga no carregador for de 150 ... 200 mA (para baterias com capacidade de até 1,5.2 Ah), você deve usar um microcircuito com tensão de saída de 5 V (NCP1400ASN50T1) e instalar um limitador de corrente resistor em série com o LED (todas as alterações para este caso estão destacadas na Fig. 1 em vermelho). Ao selecionar este resistor, você pode definir a corrente de LED desejada. Neste caso, a corrente consumida pelo conversor será aproximadamente quatro vezes maior. Pode ser necessário usar um LED mais potente ou instalar mais um ou dois LEDs em paralelo, cada um com seu próprio resistor limitador de corrente. Deve-se notar que o pulso de corrente através do indutor pode chegar a 400 mA, portanto deve ser dimensionado para esta corrente.

Deve-se observar que a tensão de desligamento do conversor é menor que a tensão de ativação em cerca de 0,1 V. Se a bateria estiver ligeiramente descarregada após ligar o conversor, o conversor será desligado e o carregamento continuará.

O estabelecimento se resume a uma seleção de resistores. Uma tensão de 1,42 V é aplicada ao dispositivo e uma seleção do resistor R1 é usada para ligar o conversor. A resistência deste resistor não deve ser superior a 200 kOhm, se for maior, é necessário selecionar outros diodos VD2 e VD3. O limite de ativação é controlado várias vezes aplicando uma tensão de 1,2 V ao conversor e aumentando gradualmente até 1,5 V. Se necessário, o ajuste é repetido. Como alterar a corrente consumida pelo conversor, foi dito acima.

Autor: I. Nechaev

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