Carregador universal e fonte de alimentação. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Para eliminar as consequências de processos temporários negativos em baterias Ni-MN (AC) utilizadas para alimentar diversos equipamentos, inclusive o tonômetro UB-201, é necessário realizar ciclos periódicos de carga-descarga de treinamento para manter a uniformidade das propriedades físicas de as estruturas que estão localizadas dentro do próprio AC, para as quais é necessário um dispositivo de descarga do carregador.

Uma das opções possíveis para a fabricação de um dispositivo simples de carga e descarga é dada em [1]. Um carregador universal mais complexo e uma unidade de fonte de alimentação (UZPU) são propostos para o monitor automático de pressão arterial OMRON M2 Basic, modelo UB-201, que pode operar nos seguintes modos básicos:

• modo de carregamento dinâmico da bateria durante a meia onda positiva da tensão de alimentação com uma corrente de carga fixa estável de 100 mA com uma frequência de 25 Hz:
• modo de descarga dinâmica da bateria (treinamento) durante a meia onda negativa da tensão de alimentação com frequência de 25 Hz, corrente de descarga 10 mA:
• modo de descarga estática da bateria com uma corrente de descarga estável de 100 mA:
• modo de fonte de rede para alimentar o tonômetro, que é conectado a ele por meio de um conector padrão:
• modo lâmpada com dois submodos: operação da fonte de luz a partir de baterias (uso de bateria tonômetro ou baterias galvânicas) e operação da fonte de luz a partir de rede 220 V/50 Hz;
• multimodo, possui dois submodos comutáveis, quando uma bateria ou uma fonte de rede é usada simultaneamente para operar o tonômetro e a lâmpada;
• Modo de fonte DC para alimentar dispositivos externos com potência de 4...5 W.

Fig. 1

O esquema do UZPU é mostrado na Fig. Consiste em um transformador de rede T1, dois retificadores em um diodo VD1 e uma ponte de diodo VD3, dois estabilizadores de corrente nos transistores VT4 e VT1, um estabilizador de tensão de compensação nos transistores VT5-VT2. Um retificador de meia onda baseado no diodo VD4 é usado para organizar um modo dinâmico pulsado para carregar a bateria, ou melhor, um modo de ciclo dinâmico de carga/descarga com uma relação de duração de 3/10. O circuito do carregador consiste nos elementos R1, R1, VD3, VD1 e VT2.

Uma característica do seu circuito é a utilização do LED VD2 como fonte de tensão de referência, cuja utilização, graças ao TKSN positivo, permite não só melhorar o TKSN geral do dispositivo, mas também obter uma indicação do seu funcionamento, já que o LED acenderá somente quando a bateria de carregamento estiver conectada (o que indica a presença de todos os contatos entre as baterias no cassete em que estão instaladas para carregamento). O diodo VD1 serve para proteger o LED VD2 de uma possível aplicação de tensão reversa.

O esquema funciona da seguinte maneira. Durante a meia onda positiva da tensão de alimentação, o valor da corrente através do estabilizador de corrente é de 112 mA, dos quais 12 mA são ramificados para o circuito R5VD10VD9 e 100 mA para a carga da bateria. Durante a meia onda negativa, a bateria é descarregada com uma corrente de 12 mA através do circuito R5VD10VD9. O LED VD9, além de elemento de carga durante a descarga dinâmica, também serve como indicação luminosa da presença de descarga dinâmica. O diodo VD6 evita que a bateria seja descarregada através dos elementos estabilizadores de corrente de carga quando a rede elétrica é desligada.

O circuito do dispositivo de descarga é completamente semelhante ao circuito do carregador e consiste em um estabilizador de corrente no VT5 e uma carga de LEDs brancos VD11-VD13 e VD16, VD17, que são conectados em paralelo. A corrente total através da carga é de 100 mA.

Uma característica do circuito é que o LED de referência VD8 do estabilizador de corrente de descarga apaga quando a tensão da bateria cai abaixo de 4,0 V, o que indica o fim do processo de descarga. Deve-se notar que ainda há algum brilho nos cristais dos LEDs brancos VD11-VD13 e VD16.

Medir a tensão da bateria durante a descarga é possível conectando um voltímetro externo aos contatos do conector XS1.1 e XS1.3. Para alimentar o tonômetro da rede elétrica, é usado um estabilizador de tensão de compensação no VT2-VT4. Uma característica do projeto do circuito desse estabilizador de tensão é a presença de um efeito de disparo no caso de um curto-circuito na saída (com uma corrente acima de 0,7 A).

Para proteger o circuito elétrico do tonômetro de exceder a tensão de alimentação, é fornecido um dispositivo nos elementos R9, VD14, VD15, VS1, que é um análogo de um elemento limite (dinistor) com uma tensão de comutação de 6,7 V. Quando uma tensão excedendo este valor aparece na saída da fonte de alimentação , o elemento limite abre e fecha a saída do estabilizador de tensão, o que, por sua vez, deve fazer com que ele entre no estado fechado. Se a transição E-K do transistor regulador VT4 for interrompida, esse estado do dispositivo causa a destruição do fusível FU1.

A bateria no UZPU pode estar em três estados: carregando, simplesmente armazenada e no modo de descarga com corrente estável (submodo “lâmpada”).

Construção e detalhes

O transformador T1 é montado sobre um núcleo magnético feito de aço do transformador Ш14х58.

O enrolamento I do transformador T1 possui 1716 voltas de fio PETV com diâmetro de 0,15 mm, o enrolamento II possui 78 voltas de fio PETV com diâmetro de 0,7 mm. A corrente “sem carga” do transformador na versão do autor é de 7 mA. Você também pode usar um transformador pronto com tensão de saída de 10 V e corrente de 0,7 A.

Resistores fixos tipo MLT, potência conforme Fig. Resistor variável R1 tipo SP7-5. Capacitores de óxido tipo K2-50. Capacitor C35 tipo K2-73.

Os interruptores de modo SA1 MT-1 têm duas posições e o SA2 importado tem três posições com neutro intermediário.

O painel frontal tem dimensões de 87x55 mm e é feito de fibra de vidro com espessura de 1,2 mm. A tampa UZPU é feita em chapa de aço com espessura de 0,35 mm e tem dimensões de 87x95x55 mm. A parte inferior do corpo é feita de compensado de 5 mm de espessura. Os elementos da caixa são conectados entre si por meio de parafusos de 10 mm de comprimento.

O transistor VT4 é instalado em um radiador de alumínio com área de 150 cm2 sem junta isolante. Os transistores VT1 e VT5 tipo 2SA1837 são utilizados em estabilizadores de corrente por questões de conveniência de seu design, pois possuem uma carcaça plástica, o que permite sua montagem no mesmo radiador com o transistor VT4 sem espaçadores isolantes. Na ausência de tais transistores, você pode usar transistores domésticos das marcas KT814-KT816, que deverão ser fixados ao corpo do radiador através de uma junta de mica.

Fig. 2

A aparência do UZPU sem tampa é mostrada na Fig. 2, e montado - na foto do início do artigo.

Fixação

Carregue o estabilizador de corrente

Primeiro você precisa definir a corrente através do LED VD2 da fonte de tensão de referência. Para isso, o circuito R3VD1VD2, em paralelo aos diodos aos quais está temporariamente conectado um capacitor auxiliar de 100 μF 16 V, deve ser desconectado do circuito estabilizador de corrente de carga e conectado em série através de um miliamperímetro ao cátodo do diodo VD3 . Ao selecionar o resistor R3, defina a corrente no circuito para 10 mA. Desconecte o capacitor auxiliar.

Em vez do resistor R1, deve-se ligar temporariamente um resistor variável enrolado com resistência de 20 Ohms, previamente ajustado para resistência máxima, e conectar o estabilizador de corrente ao cátodo do diodo VD3. Conecte um amperímetro entre o coletor VT1 e o cátodo do diodo VD6.

Ligue a fonte de alimentação. Neste caso, o LED VD2 deve acender e o amperímetro deve mostrar um determinado valor de corrente. Ao diminuir a resistência do resistor variável temporário, defina o valor da corrente no circuito para 112 mA. Quando o miliamperímetro estiver desligado, o LED VD2 deverá apagar.

Agora você precisa definir a corrente no circuito de descarga, para o qual você precisa desconectar o circuito R5VD9VD10 do circuito, conectar um miliamperímetro em série com ele e aplicar uma tensão CC de 5,6 V (1,4 Vx4) a ele de uma fonte CC auxiliar na polaridade apropriada. Ao selecionar o resistor R5, defina a corrente no circuito para 12 mA. Restaure todas as conexões no circuito.

A configuração do estabilizador de corrente de descarga é realizada de forma semelhante ao método acima para configurar o estabilizador de corrente de carga, de acordo com os valores indicados na Fig.

Nota sobre configuração: os LEDs das fontes de tensão de referência dos estabilizadores de corrente mencionados não devem acender quando a carga estiver desligada.

Fig. 3

A configuração de uma fonte de tensão estabilizada consiste em ajustar uma tensão de saída de 7 V através de um resistor variável R6 e uma corrente através do elemento de suporte (diodo VD7) de 17...20 mA através de um resistor R6, bem como verificar o funcionamento de seu circuito em modo de curto-circuito (0,7 ...0,8 A).

Literatura

1. Yolkin S.A. Dispositivo carregador-descarga com funções independentes de carga e descarga Elétrica. - 2011. - Nº 9. - Pág.52.

Autor: Sergei Yolkin

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