на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Универсальное разрядно-зарядное устройство

Электропитание
1 месяц назад

Универсальное разрядно-зарядное устройство (часть 1)


Зто устройство является дальнейшим усовершенствованием зарядного устройства, представленного ранее [1]. Возможности нового варианта несколько расширены по типам обслуживаемых аккумуляторов, устройство выполнено на более современной компонентной базе и предоставляет дополнительные сервисные возможности с отображением на LCD-дисплее текущих параметров и параметров итогового протокола при полном завершении заданного цикла обслуживания.

Устройством охвачены для обслуживания только те аккумуляторы, которые имелись в наличии и в эксплуатации, хотя его возможности позволяют обслуживать более широкую их номенклатуру, что оставляет возможность для дальнейшего усовершенствования устройства. Универсальное разрядно-зарядное устройство охватывает для обслуживания никель-металлгидридные (Ni-Mh), никель-кадмиевые (Ni-Cd), литий-ионные (Li-Ion), литий-полимерные (Li-Po) и литий-железофосфатные (Li-Fe) аккумуляторы, наиболее широко эксплуатируемые в переносной аппаратуре, приборах, инструментах и игрушках, основные параметры которых приведены в табл. 1, где символом С обозначается ёмкость аккумулятора.

Таблица 1

Номер канала

Выделенные номера под типы аккумуляторов

Ni-Mh

Ni-Cd

Li-Po

Li-Ion

Li-Fe

1

1-5

11-15

21-25

31-35

41-45

2

6-10

16-20

26-30

36-40

46-50

 

Устройство состоит из основного блока и подключаемых к нему с помощью разъёмов адаптеров для аккумуляторов с конкретными типоразмерами. Изготовление адаптеров не представляет большой сложности, поэтому такое конструктивное решение позволит обслуживать аккумуляторы с широким интервалом типоразмеров и конфигураций корпусов.

Для идентификации каждому адаптеру присвоен уникальный номер, который определяет тип аккумулятора и привязан к конкретному каналу. Номер хранится в EEPROM памяти датчика температуры, который в целях безопасности является обязательным компонентом контроля температуры обслуживаемого аккумулятора. Для каждого канала зарезервировано пять номеров под конкретный тип аккумулятора. Например, Ni-Mh аккумуляторы имеют широкую номенклатуру типоразмеров, таким образом, для одного канала можно изготовить пять адаптеров для различных типоразмеров и столько же для второго канала. Можно изготовить сдвоенные адаптеры для одного типоразмера или одинарные для различных типоразмеров. Выделенные номера для конкретных типов аккумуляторов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Тип аккумулятора

Номинальное напряжение, В

Ток зарядки, А

Ток разрядки, А

Критерий окончания зарядки

Критерий окончания разрядки

Ni-Mh

1,2

0,5С

Дельта или полученный заряд > С1,05

0,8 В при токе 0,01 С или 10 мА

Ni-Cd

1,2

0,5С

Дельта или полученный заряд £ С1,05

0,8 В при токе 0,01 С или 10 мА

Li-Po

3,7

0,5С

0,5С

4,2 В при токе 0,01 С или 10 мА

3 В при токе 0,01 С или 10 мА

Li-Ion

3,6

0,5С

0,5С

4,2 В при токе 0,01 С или 10 мА

3 В при токе 0,01 С или 10 мА

Li-Fe

3,3

3,65 В при токе 0,01 С или 10 мА

2,4 В при токе 0,01 С или 10 мА

 

График процесса разрядки и зарядки

Рис.1.  График процесса разрядки и зарядки

 

Процесс разрядки и зарядки имеет импульсный характер в соответствии с графиком рис. 1. Один полный цикл занимает 8,8 с с разделением на 11 тактов длительностью 0,8 с каждый, формируемых микроконтроллером по прерыванию при переполнении ТАЙМЕРА1. С первого по девятый такт осуществляет ся измерение разрядного/зарядного тока и его суммирование, кроме того, в девятом такте измеряется напряжение аккумулятора под током, и затем разрядный/зарядный ток отключается. В десятом такте измеряется напряжение аккумулятора без тока, вычисляется средний ток за цикл, отданный/полу-ченный аккумулятором заряд за цикл и его суммирование, после определения разности напряжений под током и без него вычисляется внутреннее сопротивление аккумулятора и запускается измерение его температуры. С одиннадцатым тактом один цикл заканчивается и начинается новый цикл разрядки/зарядки.

Использование двух независимых каналов позволяет обслуживать одновременно два аккумулятора, как одинаковых, так и различных типов, с различной ёмкостью и в различных режимах. Тип аккумуляторов, ёмкость и режим обслуживания определяются кнопками управления из соответствующих меню на LCD-дисплее. При необходимости можно отложить запущенный процесс обслуживания и продолжить его в любое удобное время или отменить совсем. В процессе обслуживания аккумулятора возможен выбор и просмотр его текущих параметров на дисплее, где также отображается статус текущего процесса. В зависимости от обстоятельств устройство формирует различные звуковые сигналы, следит за тем, чтобы параметры процесса не выходили за допустимые пределы, и следит за надёжным электрическим контактом с аккумулятором. Кроме того, устройство отслеживает температуру охлаждающего теплоотвода и при необходимости управляет интенсивностью его охлаждения вентилятором.

По окончании заданного режима обслуживания возможен просмотр протокола всех основных параметров разрядки, зарядки или полного процесса разрядка/зарядка. Кроме основного режима обслуживания, устройство имеет дополнительный режим калибровки измерителей напряжения и токов, а также режим тестирования, считывания и маркировки датчиков температуры аккумуляторов в адаптерах.

Доработанный преобразователь напряжения для питания галогенных осветительных ламп

Рис. 2. Доработанный преобразователь напряжения для питания галогенных осветительных ламп

 

Схема преобразователя

Рис. 3. Схема преобразователя

 

Для снижения массогабаритных показателей в устройстве используется высокочастотное преобразование в сетевом источнике электропитания и в регуляторе зарядного тока. В качестве источника питания использован доработанный преобразователь напряжения для питания галогенных осветительных ламп (рис. 2). В схему преобразователя, которая показана на рис. 3 (на схеме отсутствует диод VD6), внесены следующие изменения. Низкоомный резистор на входе заменён терморезистором RK1, добавлены сглаживающие конденсаторы C3, C4, добавлены одновитковые обмотки 7-8 трансформатора Т2 и 5-6 трансформатора T1 (петля обратной связи с балластными резисторами R10- R13), перемотана вторичная обмотка. Рекомендуется обратиться к более подробному описанию доработки преобразователя, которая была опубликована ранее [2].

Продолжение следует

Автор: А. Дымов, г. Оренбург


Рекомендуем к данному материалу ...

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат