Laad handmatig nikkel-cadmium-batterijen op. Een eenvoudige oplader voor nikkel-cadmium-batterijen. Algemene laadregels

S. Rychikhin

Ik bied een optie voor een eenvoudige oplader. Voor de montage kunt u onderdelen van verouderde huishoudelijke apparatuur gebruiken.

Het apparaat is een instelbare gestabiliseerde stroombron waarmee u de ingestelde waarde van de laadstroom tijdens het gehele laadproces van accu's kunt behouden. Het schema van het apparaat wordt getoond in Fig. een.

De netspanning verlaagt de transformator T1, richt de diodebrug VD1 gelijk en maakt de condensator C1 glad. De gelijkgerichte en afgevlakte spanning wordt geleverd aan de stroomstabilisator, gemonteerd op transistoren VT1, VT2, zenerdiode VD2 en weerstanden R2-R6.

Het werkingsprincipe van de stroomstabilisator is heel eenvoudig: op de transistor VT1 is een conventionele spanningsregelaar gemonteerd, aan de basis waarvan een voorbeeldspanning wordt geleverd door de zenerdiode VD2, en weerstanden R4-R6 zijn opgenomen in het emittercircuit , waarmee de laadstroom van de batterij wordt ingesteld. Aangezien de spanning aan de basis van de transistor VT1, en dus op deze weerstanden, gestabiliseerd is, is de stroom die er doorheen vloeit en het emitter-collectorgedeelte van de transistor VT1 stabiel. Daardoor is ook de basisstroom van de transistor VT2 stabiel, wat de laadstroom van de batterijen regelt. Weerstanden R5 en R6 zorgen voor respectievelijk grove en fijne afstelling van de laadstroom. De laadstroom wordt geregeld volgens de aflezingen van de PA1 milliampèremeter. Diode VD3 voorkomt dat de aangesloten batterijen ontladen als het apparaat is uitgeschakeld. LED HL1 geeft de verbinding van de lader met het netwerk aan.

In het apparaat kunt u, in plaats van die aangegeven in het diagram, alle transistors van de KT315 (VT1), KT814, KT816 (VT2) -serie gebruiken. Het is wenselijk om de VT2-transistor op een klein koellichaam met een oppervlakte van 8 ... 10 cm2 te installeren. De toegestane doorlaatstroom van de diodes VD1 en VD3 moet minimaal de maximale acculaadstroom zijn. Zenerdiode VD2 - elk voor een spanning van 10 ... 12 V. Vaste weerstanden - MLT-0.5, variabelen - elk. Condensator C1 - elk oxide, met een capaciteit die niet kleiner is dan aangegeven in het diagram en een nominale spanning die niet kleiner is dan de amplitudewaarde van de spanning op de secundaire wikkeling van de transformator T1.

Transformator - verticale scanuitgangstransformator van TVK-70L2 buis-tv. Het magnetische circuit moet end-to-end worden gesorteerd, waarbij de papieren isolerende pakking in de opening tussen de uiteinden van de magnetische circuitplaten wordt verwijderd. De primaire wikkeling blijft en de secundaire moet worden teruggespoeld. De primaire wikkeling bevat 3000 windingen van PEV-1-draad met een diameter van 0,12 mm, de secundaire (teruggespoeld) - 330 windingen van PEV-2-draad met een diameter van 0,23 mm. De doorsnede van het magnetische circuit is 18x23 mm. De spanning op de secundaire wikkeling van de gemodificeerde transformator moet in het bereik van 22 ... 25 V liggen. DC-milliampèremeter - elk met een volledige afwijkingsstroom van 50 mA.

Alle onderdelen van de lader, met uitzondering van transformator T1, LED HL1, variabele weerstanden R5 en R6, milliampèremeter PA1 en stuurtransistor VT2, zijn gemonteerd op een printplaat, waarvan de tekening is weergegeven in afb. 2.

Het uiterlijk van het geassembleerde apparaat wordt getoond in Fig. 3.

Het laadalgoritme is vrij eenvoudig: ontladen accu's worden aangesloten op een lader en gedurende 16 uur opgeladen.De laadstroom wordt geselecteerd op basis van de nominale capaciteit van de accu. Hiervoor wordt de accucapaciteit (in Ah) vermenigvuldigd met 100 en wordt de laadstroom verkregen in milliampère. Voor een TsNK-0.45-batterij is de laadstroom bijvoorbeeld 45 mA en voor een 7D-0.125-batterij is deze 12,5 mA.

Een onmiskenbaar gemonteerd apparaat hoeft niet te worden afgesteld.
[e-mail beveiligd]

Op internet kwam ik een circuit tegen voor een automatische oplader voor Ni-Cd-batterijen, ontwikkeld door Yuri Bashkatov. Ik heb het circuit op een breadboard gemonteerd - het werkt niet. Ik heb het gemodelleerd op een computer met behulp van het Work Bench-programma. Het resultaat is wat in het diagram wordt weergegeven. Het apparaat werkt als volgt. Transistor VT1 (p-n-p) is open als er een negatieve potentiaal aan de basis is, wat kan verschijnen wanneer transistor VT2 (n-p-n) open is - dit gebeurt op zijn beurt als de potentiaal aan de basis, ingesteld met behulp van een variabele weerstand R4, zal 0,3 - 0,4 V meer dan deze indicator op zijn eigen zender.

De emitter van de transistor VT2 is verbonden met de kathode van de thyristor VS1 en de oplaadbare batterij. Zodra de spanning erop de drempelwaarde bereikt, zal de transistor VT2 sluiten. Hierna zal ook de transistor VT1 sluiten. De thyristor wordt uitgeschakeld, de lading stopt. Dit voorkomt overladen van de Ni-Cd batterij.

Weerstand R4 stelt de drempel voor het automatische apparaat in. Voor informatieve inhoud van de spanningswaarde aan de basis (de grenswaarde van de laadspanning) zou het mogelijk zijn om een ​​voltmeter op de basis aan te sluiten. De auteurs waren echter van mening dat het beter is om de voltmeter aan te sluiten op de emitter van de transistor VT2. Zo kunt u direct bij het aansluiten van de accu's zien welke spanning erop staat. Met de knop ingedrukt, regelen we de spanning op de voltmeter, stellen we de spanning op de emitter in met behulp van weerstand R7. Daarna stellen we, zonder de SA1-knop los te laten, de drempel in voor de werking van het apparaat met weerstand R4, die de activering regelt van de EL1 ballastlamp. We laten de knop los, het lampje moet branden, de batterijen beginnen op te laden.Zodra de spanning op de batterijen de drempelmodus bereikt, gaat het lampje uit en stopt het opladen.

De praktijk van het opladen van Ni-Cd-batterijen heeft aangetoond dat de in de instructies aanbevolen eindspanning niet 1,2 V is, en zelfs niet 1,5 V, maar 1,7 V, dus voor twee batterijen heb ik de drempel ingesteld op 3,4 V.

Vaak is het niet nodig om complexe apparaten te ontwerpen die rekening houden met veel parameters van de ontlaad-laadcyclus van batterijen. Het volstaat om rekening te houden met een aantal parameters zoals ontlaad-eindspanning, laad-eindspanning en laadstroom. De geselecteerde cyclusparameters voorkomen over- of onderladen van de accu's, wat vervolgens hun levensduur verlengt.

Het apparaat wordt gevoed door een niet-gestabiliseerde bron met een uitgangsstroom van minimaal 100 mA, waarvan de spanning, rekening houdend met rimpelingen, binnen 11,5 ... 30 V moet liggen.

Schema:

Chip DA1 stabiliseert de voedingsspanning van 9 V voor de rest van het apparaat. De basis van het apparaat is een Schmitt-trigger op transistoren VT1 en VT2, waarvan de laatste als emittervolger is opgenomen. De hysteresislus is stabiel in de tijd en kan eenvoudig worden aangepast. Condensator C3 beschermt de Schmitt-trigger tegen foutief schakelen bij blootstelling aan interferentie.
De toestand van de Schmitt-trigger is afhankelijk van de spanning van de oplaadbare batterij die is aangesloten op de uitgang van het apparaat. Bij een spanning van 4 V of minder wordt een hoogspanningsniveau ingesteld op de emitter van de transistor VT2 en bij 5,92 V of meer wordt een laagspanningsniveau ingesteld. Het lage niveau van de uitgangsspanning op de emitter VT2 is niet gelijk aan nul en is 0,3 V, daarom worden om de invloed van de belasting op de onderste schakeldrempel van de Schmitt-trigger uit te sluiten ontkoppelingsdioden VD1 en VD2 gebruikt, die wel niet open bij deze spanning.
Transistor VT3 werkt in sleutelmodus en regelt de laadstroomstabilisator op transistor VT4, LED HL1 en weerstand R11. De HL1 LED wordt gebruikt als stabistor en laadmodusindicator. De laadstroom wordt ingesteld door een weerstand R11 te selecteren. Door dubbele spanningsstabilisatie (DA1-microschakeling en HL1-LED) is de stabiliteit van de collectorstroom van de VT4-transistor vrij hoog (deze veranderde niet toen een batterij op de uitgang werd aangesloten, bestaande uit twee tot vijf elementen met verschillende ontlading tijdens testen). De VD4-diode voorkomt dat de batterij ontlaadt door de stroomstabilisator nadat het apparaat is uitgeschakeld.
Via de transistor VT5, die eveneens in sleutelmodus werkt, en de weerstand R13 wordt de batterij ontladen totdat de trinistor VS1 gesloten is. Na het openen van de trinistor VS1 stopt de ontlading en gaat de HL2 LED - de ontladingsmodusindicator uit.

Bediening van het apparaat:
Eerst wordt een accu van vier accu's op de lader aangesloten en daarna wordt de voedingsspanning aangelegd. Terwijl de batterijspanning hoger is dan 4 V (gemiddeld 1 V per cel), is de transistor VT1 open, de transistoren VT2-VT4, de diodes VD1-VD4 en de trinistor VS1 gesloten. Transistor VT5 is open en verzadigd, hierdoor en weerstand R13 wordt de batterij ontladen. HL2-led brandt. De ontlaadstroom mag niet meer dan 1/10 van de accucapaciteit worden ingesteld.

Wanneer de batterijspanning tijdens het ontladen lager wordt dan 4 V, schakelt de Schmitt-trigger, transistor VT1 sluit en VT2 opent. Aan de uitgang van de Schmitt-trigger wordt een hoge spanning (ongeveer 8 V) tot stand gebracht. De diode VD1 en de trinistor VS1 openen, waardoor ook de diode VD3 opent, de transistor VT5 sluit, de HL2-LED dooft, de ontlaadmodus stopt. Tegelijkertijd zal de hoge spanning van de uitgang van de Schmitt-trigger de VD2-diode en de VT3-transistor openen, waardoor de HL1-LED zal oplichten, de VT4-transistor en de VD4-diode zullen openen, door waarop de batterij met een stabiele stroom begint op te laden.
Door op de SB1-knop te drukken, schakelt het apparaat geforceerd over van de ontlaadmodus naar de oplaadmodus. Dit is nodig als Ni-MH-batterijen worden gebruikt, die niet onderhevig zijn aan het "geheugeneffect" en daarom niet vooraf hoeven te worden ontladen.

Tijdens het opladen, wanneer de accuspanning 5,92 V bereikt (gemiddeld 1,48 V per cel), schakelt de Schmitt-trigger: transistor VT1 gaat open en VT2 sluit. De VD2-diode en de VT3-transistor sluiten, de HL1-LED gaat uit, waardoor de VT4-transistor en de VD4-diode sluiten en het laadproces stopt. Maar de VS1-trinistor blijft open, dus de VT5-transistor gaat niet open en de ontladingsmodus wordt niet ingeschakeld. Nadat u de stroom van het apparaat hebt uitgeschakeld, moet u de batterij loskoppelen, anders wordt deze ontladen.

Installatie en accessoires:
Transistors KT315B (VT1-VT3) kunnen worden vervangen door transistors KT315G of KT315E. U kunt andere low-power siliciumtransistors van de n-p-n-structuur gebruiken met een maximale collectorstroom van minimaal 100 mA, maar voor de Schmitt-trigger is het raadzaam om transistors te selecteren met een basisstroomoverdrachtscoëfficiënt van minimaal 50. Transistors VT4 en VT5 - een van de KT814-, KT816-series. Ze zijn gemonteerd op koellichamen gemaakt van zachte aluminium strips van 28x8 mm groot en 1 mm dik, gebogen in de vorm van de letter "P". diodes - elk silicium met laag vermogen, behalve VD4, dat bestand moet zijn tegen de laadstroom. Trimmerweerstanden R2 en R5 - multi-turn SP5-2. LED's HL1 en HL2, het is wenselijk om een ​​andere gloedkleur te gebruiken om de bedrijfsmodus van het apparaat duidelijk aan te geven.

Maatwerk:
Om het apparaat in te stellen, is een hulpbatterij van 9 ... 12 V nodig, waarop een variabele weerstand met een weerstand van enkele kOhm is aangesloten door een potentiometer. Om de precieze instelling van de vereiste spanning in het open circuit van een van de uiterste aansluitingen van deze weerstand te vergemakkelijken, is het wenselijk om een ​​andere variabele weerstand op te nemen die tien keer minder weerstand heeft als reostaat.

De motoren van de afstemweerstanden R2 en R5 staan ​​volgens het schema in de onderste stand. Verbreek tijdelijk de verbinding van de linker weerstand R1 volgens het uitgangscircuit met de positieve uitgang van het apparaat. Voor de tijd van aanpassing wordt deze uitvoer de invoer van het apparaat, dat is verbonden met de motor met variabele weerstand. De minpool van de hulpaccu is verbonden met de gemeenschappelijke draad van het apparaat. Er is geen oplaadbare batterij op de uitgang aangesloten. Nadat u de stroom hebt ingeschakeld, moet u ervoor zorgen dat er een stabiele spanning van 9 V is aan de uitgang van de DA1-chip.

Vervolgens worden de schakeldrempels ingesteld. De voltmeter is aangesloten op de emitter van de transistor VT2. Eerst stelt de motor van de trimmerweerstand R2 de onderste schakeldrempel van 4 V in. Wanneer de ingangsspanning onder deze drempel daalt met 0,05 ... 0,1 V, moet de transistor VT1 sluiten en wordt een hoog spanningsniveau ingesteld op de emitter van de transistor VT2. Vervolgens stelt de engine van de trimmerweerstand R5 de bovenste schakeldrempel van 5,92 V in. Wanneer de ingangsspanning boven deze drempel stijgt met 0,05 ... 0,1 V, moet de transistor VT2 openen en wordt een laag spanningsniveau ingesteld op de emitter van de transistor VT2. Controleer beide schakeldrempels.

Vervolgens controleren ze of na het openen van de transistor VT2, ook de trinistor VS1 opent. Is dit niet het geval, verlaag dan de weerstand van weerstand R6, zodat de trinistor vrij open gaat. Om de trinistor uit te schakelen, wordt de voedingsspanning kort uitgeschakeld.

Tot slot worden op de uitgang van het apparaat een millimetermeter en een in serie geschakelde oplaadbare batterij aangesloten. In de laadmodus stelt de selectie van weerstand R9 de gewenste helderheid van de HL1-LED in en stelt de selectie van weerstand R11 de vereiste laadstroom in. Vervolgens wordt de hulpaccu losgekoppeld en wordt de verbinding van de linker weerstand R1 volgens het uitgangscircuit hersteld met de positieve uitgang van het apparaat. De trinistor VS1 is uitgeschakeld. De multimeter is aangesloten op de uitgang van het apparaat in de spanningsmeetmodus. Het proces van het opladen van de batterij en het automatisch overschakelen van het apparaat naar de ontlaadmodus na het bereiken van de uitgangsspanning van 5,92 V. Vervolgens stelt de weerstand R12 in de ontlaadmodus de helderheid van de HL2-LED en de initiële ontlaadstroom in door het selecteren van de weerstand R13. Sluit vervolgens de trinistor VS1 aan en zet het apparaat in de oplaadmodus. Aan het einde ervan moet u ervoor zorgen dat de trinistor VS1 wordt geopend en voorkomt dat de ontladingsmodus wordt ingeschakeld.

Sterke opwarming van de accu's aan het einde van het opladen geeft aan dat de laadstroom te hoog is, deze moet worden verlaagd, maar dit zal de oplaadtijd verlengen.

G. VORONOV, Stavropol "Radio" nr. 1 2012

Nikkel-cadmium-batterijen zijn vrij wijdverbreid.

Er zijn veel manieren om nikkel-cadmium (oplaadbare) batterijen efficiënt op te laden, het beschreven schema is uniek omdat het bijna al hun voordelen combineert. Het genereert dus een constante laadstroom, waarvan de waarde kan liggen in het bereik van 0,4-1,0 A.

Het circuit kan werken op 220V AC of 12V batterijen.

De oplaadbare batterij wordt beschermd tegen overladen door het circuit automatisch uit te schakelen wanneer een vooraf bepaald batterijspanningsniveau is bereikt. Bovendien kan dit niveau worden aangepast. Tot slot is de schakeling goedkoop en kortsluitvast.

Als de batterij bijna leeg is, zal de spanning op de inverterende ingang van de operationele versterker U1 lager zijn dan de spanning op de niet-inverterende ingang, ingesteld door de potentiometer R1 (zie figuur). Als gevolg hiervan zal de uitgangsspanning van U1 ongeveer gelijk zijn aan de positieve voedingsspanning, wat zal leiden tot het openen van de transistor Q1, evenals de transistor Q2, die zal werken in de modus van een constante laadstroomgenerator. Het niveau van deze stroom kan worden gevonden uit de verhouding (Vd-Vbe)/R6, waarbij Vd de spanning is tussen de basis en de emitter. Deze stroom, die verder door de diode D8 stroomt, laadt de Ni-Cd batterij op. Tegelijkertijd gaat LED D7 branden, wat de voortgang van het laadproces aangeeft en een indicatie is van de bedrijfsmodus.

Naarmate de batterij oplaadt, neemt de spanning over de batterij toe, waardoor de spanning aan de inverterende ingang U1 stijgt totdat deze gelijk is aan Vin. Op dit punt daalt de uitgangsspanning van U1 naar aardpotentiaal en schakelen de transistoren Q1 en Q2 uit, waardoor wordt voorkomen dat de batterij wordt overladen. De in te stellen uitgangsspanningslimiet, Vout, kan worden berekend uit Vout=Vin(R7+R8)/R8.

Met de gegeven waarden van de componenten genereert de schakeling een laadstroom van 400 mA, die kan worden gewijzigd door R6 te selecteren tot een maximale waarde is bereikt van 1 A. Het in te stellen laadspanningsniveau moet worden ingesteld met de batterij verbinding verbroken.

Diode D8 voorkomt omgekeerde ontlading bij net- of 12V-uitval. Voor een Ni-Cd-batterij van 7,2 V is de laadspanning ingesteld op 7,9-8,0 V. De vermogenstransistor Q2 moet op een groot koellichaam worden geïnstalleerd.

Het proces van het opladen van Ni-Mh-batterijen bij het modelleren van vliegtuigen verschilt enigszins van het conventionele. Meestal laadt de modelbouwer de accu's op voordat hij het veld verlaat, waardoor de accu 's nachts wordt opgeladen. Maar het komt voor dat tijdens een snelle verzameling voor vluchten de batterijen van het bord of de apparatuur geheel of gedeeltelijk leeg blijken te zijn en er simpelweg geen tijd is om op te laden met de gebruikelijke "nacht" -lader.

De voordelen van moderne NiMh-batterijen zijn de mogelijkheid om ze op te laden met een hoge stroomsterkte, tot 1C, zonder gevolgen voor de gezondheid. Het enige waar je op moet letten bij het opladen is de temperatuur en de uiteindelijke laadspanning. De eenvoudigste oplader is te zien, deze is niet geautomatiseerd en de bediening van de volledige lading wordt met de hand geregeld om de temperatuur te verhogen. U kunt ook een oplader kopen voor alle soorten batterijen.

Om de batterij te beschermen tegen overladen, kan de spanningsregeling worden toevertrouwd aan een automatisch apparaat dat de batterij uitschakelt wanneer een bepaalde spanning wordt bereikt en de batterij in een opgeladen toestand houdt. Over zo'n automaat oplader voor Ni-Mh en Ni-Cd en zal in dit artikel worden besproken.

ni-mh batterijlader circuit

Ik ontwierp en monteerde op een breadboard oplader voor NiMh en Ni-Cd, de schakeling is eenvoudig, alle elementen zijn aanwezig.

Het drempelelement in het circuit is de zenerdiode D1, deze gaat open wanneer de stabilisatiespanning wordt bereikt, waardoor de sleutel op de transistors wordt geopend en het relais wordt ingeschakeld, waardoor de batterij wordt uitgeschakeld. De spanningsdeler op R1-R2 stelt de bovengrens in, bij het bereiken waarvan de batterij wordt uitgeschakeld, voor 5 blikken hydride is dit 7,2 V (schakelaar s1 is gesloten). Wanneer de batterij is aangesloten op R5, daalt de spanning naar de batterijspanning en aangezien deze minder is dan 7,2 V, wordt D1 gesloten en wordt het relais uitgeschakeld, terwijl de contacten gesloten zijn en het opladen plaatsvindt. Wanneer 7,2V is bereikt, gaat de zenerdiode open, het relais werkt en ontkoppelt de batterij.

De accuspanning houdt de zenerdiode open en het relais aan, de relaiscontacten blijven open - dit gebeurt een tijdje totdat de accuspanning onder de 7,1V zakt, terwijl de zenerdiode sluit en het relais de accu weer verbindt om op te laden. Dit proces wordt constant herhaald. De LED geeft het einde van het opladen aan.

Doel van andere elementen oplader voor Ni-Mh in aansluiting op:

• C1 - verlaagt de schakelfrequentie van het relais bij afwezigheid van een aangesloten batterij (een teken van de werking van de oplader - klikken op het relais zonder aangesloten batterij).
• D2 - beschermt transistors tegen doorslag door sperspanning die ontstaat in de relaisspoel.
• R5 met een vermogen van minimaal 2w - stelt de laadstroom in en wordt geselecteerd om de gewenste stroom te verkrijgen (u kunt in plaats daarvan gloeilampen van 12v gebruiken).
• S1 - wisselt van modus voor het opladen van 5-cels en 8-cels batterijen.
• S2 is een optioneel element, het dient om de oplader in de laadmodus te dwingen.
• Ik heb een relais van een onbekend merk, van de regeleenheid van een winkelkoelkast.
• D1 - kan worden vervangen door elke andere zenerdiode 2 ... 4v.

Dit is wat er met mij is gebeurd. Ik heb twee LED's geplaatst voor schoonheid.

De Ni-Mh-oplader instellen

Trimmerweerstanden in de middenstand, sluit de lader aan op een 12 ... 18v-voedingsbron, het relais begint periodiek te klikken, S1 is gesloten, sluit ni-mh batterij met een voltmeter erop aangesloten. Met de weerstand R1 bereiken we de afwezigheid van de gloed van de LED en regelen we de spanning op de batterij. Wanneer 7.2v is bereikt, beginnen we R1 te draaien totdat de LED oplicht en het relais klikt (het is raadzaam om deze handeling meerdere keren uit te voeren voor een nauwkeurigere positionering van de weerstand). Dat is alles, de installatie voor de 5-cel batterij is voltooid.

We openen S1 en doen hetzelfde met een 8-cel batterij, alleen draaien we nu R2 en de responsdrempel is 11,5 ... 11,6v. R1 kan niet gedraaid worden! Bij het opladen van 8 blikjes batterijen uit een 12v-bron, zal de LED niet oplichten, er zijn twee uitwegen: ofwel hang de LED aan een apart paar relaiscontacten, of verhoog de voedingsspanning van de lader tot 15 ... 18v.

Op dezelfde manier kunt u deze oplader configureren om te werken met Ni-Cd-batterijen.

Tijdens het opladen met een stroom van ongeveer 500 mA werd de opwarming van Ni-Mh-batterijen met een capaciteit van 1700 mA niet opgemerkt, zoals het geval is bij het 's nachts opladen met een kleine stroom, terwijl de batterij volledig is opgeladen. bijna de volledige capaciteit tijdens verdere ontlading.

U kunt de eindspanning vrij nauwkeurig instellen en zonder ingewikkelde verfijningen kunt u twee van dergelijke laders aanpassen voor twee blikjes