Если рассматривать зарядные устройства, не учитывая типа аккумуляторов или аккумуляторных батарей, для заряда которых они предназначены, для них можно сформировать общие требования:
• источник питания зарядного устройства должен обеспечи
вать достаточные выходные напряжение и ток;
• зарядное устройство должно обеспечивать ручную уста
новку или автоматическую регулировку напряжения и
тока заряда; для некоторых типов аккумуляторов их значе
ния должны быть стабилизированы в пределах допусков;
• автоматические зарядные устройства должны иметь основ
ную и дублирующие схемы отключения батареи по окон
чании заряда;
• должны быть предусмотрены устройства защиты от корот
кого замыкания, перегрева аккумуляторной батареи.
Построение схемы простейшего зарядного устройства зависит от принципов заряда, которых, в общем, два: ограничение тока заряда и ограничение напряжения заряда. Принцип заряда с ограничением его тока применяется при заряде никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, а принцип с ограничением напряжения заряда — при заряде свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов.
|
|
На рис. 8.1 изображена схема простейшего устройства для заряда никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Оно состоит из источника питания, например, сетевого и реостата, при помощи которого выставляется начальный ток заряда. Выходное напряжение источника должно превышать на несколько вольт напряжение аккумуляторной батареи, а допустимый ток нагрузки должен быть не менее начального тока заря-
да. Таймер в этой схеме является вспомогательным устройством, предназначенным для прекращения заряда по истечении заданного времени (6...8 ч). Ток заряда никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов выбирают равным С/10 для герметичных аккумуляторов, а для аккумуляторов старых типов с жидким щелочным электролитом — С/4. При заряде аккумуляторы можно соединять в батареи последовательно или параллельно. Соответственно в первом случае потребуется источник питания с выходным напряжением, превышающем суммарное напряжение последовательно соединенных аккумуляторов — N * 1,2 (В), а во втором случае он должен обеспечивать выходной ток, равный суммарной величине тока заряда каждой ветви. Если производится заряд аккумуляторных батарей разной емкости, аккумуляторы одинаковой емкости должны быть сгруппированы в последовательные цепочки, и для каждой из них необходим свой реостат.
Простейшие зарядные устройства свинцово-кислотных аккумуляторных батарей требуют постоянного напряжения заряда. Раньше в качестве зарядных устройств чаще всего использовали сетевые блоки питания, выходное напряжение которых регулировалось ступенчато или плавно. В настоящее время в качестве простых зарядных устройств используют импульсные блоки питания или трансформаторные блоки питания со стабилизацией выходного напряжения.
|
|
Очень быстрое развитие электроники, совершенствование ее элементной базы привели к появлению специализированных микросхем зарядных устройств, способные автоматически обеспечить заряд аккумуляторной батареи по заданному алгоритму и предназначенные для заряда аккумуляторов любого типа. Кроме того, некоторые типы микросхем помимо заряда обеспечивают измерение емкости аккумулятора или аккумуляторной батареи и
140
Схемотехника зарядных устройств
Схемотехника зарядных устройств
141
степени ее разряда. В этой главе мы рассмотрим принципы схемотехнического построения современных зарядных устройств на основе наиболее простых микросхем, поскольку описания программируемых микросхем зарядных устройств по объему столь велики, что не представляется возможным привести их в данной книге.
Микросхемы зарядных устройств выпускают многие фирмы, мы же приведем описания некоторых микросхем двух компаний — Dallas/Maxim и Unitrode1, входящей в группу компаний Texas Instruments. Продукция этих компаний хорошо знакома и доступна на российском рынке.