Устройство контроля зарядки—разрядки батареи шахтерского фонаря

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Зарядные устройства

Опубликовано: 24.03.2017 09:48

Просмотров: 2976

А. МОШКОВ, г. Нижний Тагил Свердловской обл.
Зачастую приобретенные нами мобильные осветительные приборы, использующие энергию встроенной аккумуляторной батареи, но не оснащенные индикатором ее состояния, подводят нас в самый неподходящий момент. В этой статье автор предлагает несложное устройство для шахтерского фонаря, позволяющее контролировать процесс зарядки и состояние аккумуляторной батареи во время эксплуатации.

Схема устройства приведена на рисунке.
 
Состояние аккумуляторной батареи отображает светодиодный индикатор HL3 красного цвета свечения. Индикатор включен в цепь питания генератора импульсов, собранного на транзисторах VT4, VT5 по схеме несимметричного мультивибратора. Запуском генератора управляет транзистор VT3
по сигналу с порогового устройства, которое выполнено на транзисторах VT1, VT2 по схеме триггера Шмитта Резисторы R2 и R3 обеспечивают необходимый гистерезис напряжения. Включение светодиода HL2 последовательно в цепь базы транзистора VT2 улучшает стабильность работы триггера. Конденсатор С1 устраняет ложные переключения от сетевых помех. Подстроечными резисторами R3 и R4 устанавливают верхний и нижний пороги переключения. Когда батарея заряжена, транзистор VT2 открыт, транзисторы VT1 и VT3 закрыты. Напряжение на генераторе и ток через светодиод HL3 крайне малы. При снижении напряжения на выводах батареи до 3,3 В и менее происходит быстрое переключение порогового устройства в другое устойчивое состояние в результате действия положительной ОС. В этот момент транзистор VT2 закрывается, a VT1 и VT3 открываются. Через открытый транзистор VT3 на генератор поступает напряжение питания, что приводит к его запуску. Светодиод HL3 начинает вспыхивать, сигнализируя о необходимости ее зарядки. При зарядке светодиод продолжит вспыхивать, пока напряжение на выводах батареи не достигнет примерно 4,8 В. К тому времени напряжение на резисторе R5 возрастет до значения, достаточного для переключения порогового устройства в первоначальное состояние. Транзистор VT3 закроется, светодиод HL3 погаснет, сигнализируя о завершении зарядки.
Аккумуляторная батарея заряжается от сети через выносной блок питания (адаптер), выходное напряжение которого поступает на выпрямительный мост VD1—VD4. Светодиод HL1 зеленого цвета свечения служит индикатором подключения к сети. Напряжение зарядки с выпрямительного моста поступает на выводы батареи через диод VD5, назначение которого — погасить светодиод HL1 при отключении адаптера от сети или от устройства.
Выносной сетевой адаптер — китайского производства с выходным напряжением 9 В и током нагрузки 300 мА. Транзисторы VT1—VT3, VT5 — любые маломощные структуры p-n-p, VT4 — структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока базы не менее 100, максимальным током коллектора более 100 мА и напряжением коллектор—база не менее 20 В. Диоды КД105Б (VD1—VD5) заменимы приборами той же серии с любым буквенным индексом. Подойдут диоды серии КД208 и другие, рассчитанные на прямой ток не менее 500 мА. Светодиоды HL1—HL3 — любые маломощные соответствующего цвета свечения. Оксидные конденсаторы С1, С2 — любые; С2 желательно применить с небольшим током утечки, например, К53-1 или подобный. Подстроечные резисторы — СПЗ-1б. Постоянные резисторы могут быть любыми, имеющимися в наличии.
Все элементы монтируют на плате размерами 125x37,5 мм. Плату устанавливают под крышкой фонаря и закрепляют на выводах батареи Для этого в плате предусмотрены установочные отверстия. На верхней стороне крышки сверлят два отверстия под светодиоды HL1 и HL3. Выводы светодиодов удлиняют до 32 мм луженым проводом. В удобном месте вблизи крышки в корпусе сверлят еще одно отверстие, в котором закрепляют гнездо питания под вставку адаптера.
Налаживание устройства удобно проводить с помощью отдельного блока питания с регулируемым выходным напряжением. Батарею на время налаживания необходимо отключить. Резисторы R3 и R4 устанавливают в положение, соответствующее максимальному сопротивлению, а резистор R10 — в среднее От блока питания к точкам подключения батареи подают, соблюдая полярность, напряжение 3,3 В. Медленно вращая ручку резистора R4, добиваются появления вспышек светодиода HL3 Затем напряжение увеличивают до 4,8 В и резистором R3 добиваются погасания светодиода. Эти регулировки при напряжениях 3,3 и 4,8 В, возможно, придется повторить несколько раз. В заключение резистором R10 устанавливают желаемую частоту вспышек.
Ориентировочное время зарядки аккумуляторной батареи — около 48 ч.
Радио №12, 2010г.
От редакции. Для предотвращения выхода из строя светодиода HL2 или транзистора VT2 при неосторожной установке движка подстроечного резистора R4 в нижнее по схеме положение последовательно с ним со стороны резистора R3 следует включить постоянный резистор сопротивлением 0,51—2 кOм.