Simpleng Ni-Cd Battery Charger Circuits na ginalugad

Tinalakay ng post ang isang simpleng circuit ng charger ng NiCd na may awtomatikong proteksyon ng labis na labis na bayad at pare-pareho ang kasalukuyang pagsingil.

Pagdating sa tamang pagsingil ng isang cell ng Nickel-Cadmium, mahigpit na inirerekumenda na ang proseso ng pagsingil ay ihinto o putulin sa oras na maabot ang buong antas ng singil. Ang hindi pagsunod dito ay maaaring makaapekto sa buhay ng pagtatrabaho ng cell, na binabawasan nang malaki ang kahusayan sa pag-backup.

Ang simpleng Ni-Cad charger circuit na ipinakita sa ibaba ay mabisang tumatalakay sa labis na pamantayan ng labis na pagsingil sa pamamagitan ng pagsasama ng mga pasilidad tulad ng isang pare-pareho na kasalukuyang pagsingil pati na rin ang pagputol ng supply kapag naabot ng cell terminal ang buong halaga ng singil.

Pangunahing Mga Tampok at kalamangan

• Awtomatikong pinutol sa buong antas ng singil
• Patuloy na kasalukuyang sa buong pagsingil.
• LED na pahiwatig para sa buong singil na naputol.
• Pinapayagan ang gumagamit na magdagdag ng higit pang mga yugto para sa pagsingil ng hanggang sa 10 NiCd cells nang sabay-sabay.

Diagram ng Circuit

Paano ito gumagana

Ang simpleng detalyadong pagsasaayos dito ay idinisenyo upang singilin ang isang solong 500 mAh 'AA' na cell na may inirekumendang rate ng singil na malapit sa 50 mA, gayunpaman madali itong maipasadya nang mura upang singilin ang maraming mga cell nang sama-sama sa pamamagitan ng pag-ulit ng lugar na ipinakita sa mga tuldok na linya.

Ang boltahe ng suplay para sa circuit ay nakuha mula sa isang transpormer, tulay na tagapagpatuwid at 5 V IC regulator.

Ang cell ay sisingilin ng isang T1 transistor na na-configure tulad ng isang pare-pareho na kasalukuyang mapagkukunan.

Ang T1 sa kabilang banda ay kinokontrol ng isang kumpara ng boltahe gamit ang isang TTL Schmitt trigger N1. Sa oras na sisingilin ng cell ang terminal boltahe ng cell ay gaganapin sa paligid ng 1.25 V.

Ang antas na ito ay lilitaw na mas mababa kaysa sa positibong trigger threshold ng N1, na pinapanatili ang output ng N1 na mataas, at ang output ng N2 ay nagiging mababa, na nagpapagana sa T1 upang makuha ang batayang boltahe ng bias sa pamamagitan ng potensyal na divider R4 / R5.

Hangga't nasisingil ang cell ng Ni-Cd ang LED D1 ay mananatiling naiilawan. Sa sandaling malapit na ang cell sa katayuan ng buong pagsingil, ang boltahe ng terminal ay umaakyat sa humigit-kumulang na 1.45 V. Dahil dito, ang positibong trigger threshold ng N1 ay tumataas na sanhi ng output ng N2 upang maging mataas.

Ang sitwasyong ito ay agad na patayin ang T1. Huminto na ang cell sa pagsingil at ang LED D1 ay nakasara din.

Dahil ang positibong limitasyon ng pag-aktibo ng N1 ay humigit-kumulang na 1.7 V at ito ay kinokontrol ng isang tukoy na pagpapaubaya, ang R3 at P1 ay isinasama upang baguhin ito sa 1.45 V. Ang negatibong limitasyon ng pag-trigger ng Schmitt gatilyo ay nasa paligid ng 0.9 V, na nangyayari na mas mababa kaysa sa boltahe ng terminal ng kahit isang ganap na pinalabas na cell.

Ipinapahiwatig nito na ang pagkonekta ng isang pinalabas na cell sa circuit ay hindi kailanman magpapalitaw ng singilin upang awtomatikong simulan. Para sa kadahilanang ito ang isang panimulang pindutan ng S1 ay kasama na kung saan, kapag pinindot, kumukuha ng input ng NI mababa.

Upang singilin ang mas maraming bilang ng mga cell ang bahagi ng circuit na isiniwalat sa may tuldok na kahon ay maaaring ulitin nang magkahiwalay, isa para sa bawat baterya.

Tinitiyak nito na, anuman ang mga antas ng paglabas ng mga cell, ang bawat isa sa kanila ay isa-isang sisingilin sa tamang antas.

Disenyo ng PCB at Overlay ng Component

Sa disenyo ng PCB sa ibaba ang dalawang yugto ay dinoble para sa pagpapagana ng dalawang mga cell ng Nicad na sisingilin nang sabay-sabay mula sa isang solong pag-set up ng board.

Ni-Cad Charger gamit ang isang Resistor

Ang partikular na simpleng charger na ito ay maaaring itayo sa mga bahagi na maaaring makita sa halos lalagyan ng basura ng anumang tagapagbuo. Para sa pinakamainam na buhay (bilang ng mga pag-charge ng pag-charge) Ang mga baterya ng Ni-Cad ay dapat sisingilin ng medyo pare-pareho.

Ito ay madalas na magagawa sa halip madali sa pamamagitan ng pagsingil sa pamamagitan ng isang risistor mula sa isang boltahe ng supply ng maraming beses na mas mataas kaysa sa boltahe ng baterya. Ang pagbabago sa boltahe ng baterya dahil ang pagsingil nito ay malamang na magkakaroon ng kaunting impluwensya sa kasalukuyang singil. Ang ipinanukalang circuit ay binubuo lamang ng isang transpormer, diode rectifier at serye ng risistor tulad ng ipinahiwatig sa pigura 1.

Ang nauugnay na graphic na imahe ay nagpapadali sa kinakailangang halaga ng resistor ng serye upang matukoy.

Ang isang pahalang na linya ay iginuhit sa pamamagitan ng boltahe ng transpormer sa patayong axis hanggang sa tumawid ito sa tinukoy na linya ng boltahe ng baterya. Pagkatapos, isang linya na hinila patayo pababa mula sa puntong ito upang matugunan ang pahalang na axis na kasunod na nagbibigay sa amin ng kinakailangang halaga ng risistor sa ohms.

Halimbawa, ipinakita ng linya na may tuldok na kung ang boltahe ng transpormer ay 18 V at ang bateryang Ni-Cd na sisingilin ay 6 V, kung gayon ang halaga ng paglaban ay nasa paligid ng 36 ohms para sa inilaan na kasalukuyang kontrol.

Ang ipinahiwatig na paglaban ay kinakalkula upang maihatid ang 120 mA, habang para sa ilang iba pang mga kasalukuyang singil sa pagsingil ang halaga ng risistor ay kailangang mabawasan nang naaangkop, hal. 18 ohms para sa 240 mA, 72 ohms para sa 60 mA atbp D1.

NiCad Charger Circuit gamit ang Auto Kasalukuyang Kontrol

Ang mga baterya ng nickel-cadmium sa pangkalahatan ay nangangailangan ng isang pare-pareho na kasalukuyang pagsingil. Ang ipinakita sa ibaba na NiCad charger circuit ay binuo upang magbigay ng alinman sa 50mA hanggang apat na 1.25V cells (type AA), o 250mA hanggang apat na 1.25V cells (type C) na konektado sa serye, kahit na maaaring mabago lamang ito para sa iba't ibang mga halaga ng pagsingil.

Sa tinalakay na NiCad charger circuit R1 at R2 ayusin ang boltahe ng output na off-load sa tinatayang 8V.

Ang kasalukuyang output ay naglalakbay sa pamamagitan ng alinman sa R6 o R7, at habang tumataas ang transistor Tr1 ay unti-unting nakabukas.

Ito ay sanhi ng point Y upang madagdagan, ang paglipat sa transistor Tr2 at pagpapagana ng point Z upang maging mas mababa isang positibo.

Dahil dito binabawasan ang output boltahe at may posibilidad na maibagsak ang kasalukuyang. Ang isang antas ng balanse ay sa huli ay makamit na kung saan ay natutukoy ng halaga ng R6 at R7.

Pinipigilan ng Diode D5 ang baterya na sinisingil, na nagbibigay ng suplay sa output ng IC1 sa kaso ng 12V ay tinanggal, na kung saan ay maaaring maging sanhi ng malubhang pinsala sa IC.

Ang FS2 ay isinasama upang maprotektahan laban sa pinsala ng mga baterya na mas mababa sa singil.

Ang pagpili ng R6 at R7 ay ginagawa sa pamamagitan ng ilang pagsubok at error, na nangangahulugang kakailanganin mo ang isang ammeter na may angkop na saklaw, o, kung ang mga halagang R6 at R7 ay tunay na kilala, kung gayon ang pagbaba ng boltahe sa kanila ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng Batas ng Ohm.

Ni-Cd Charger gamit ang isang Single Op Amp

Ang Ni-Cd charger circuit na ito ay dinisenyo para sa pagsingil ng karaniwang baterya ng NiCad na laki ng AA. Ang isang espesyal na charger ay kadalasang inirerekomenda para sa mga cell ng NiCad sa kadahilanang nagtataglay sila ng isang napakababang panloob na paglaban, na nagreresulta sa isang mas mataas na kasalukuyang singilin kahit na ang ginamit na boltahe ay mas mataas lamang.

Samakatuwid ang charger ay dapat magsama ng isang circuit upang paghigpitan ang kasalukuyang singil sa isang tamang limitasyon. Sa circuit na ito, gumagana ang T1, D1, D2, at C1 tulad ng isang tradisyonal na step-down, paghihiwalay, full-wave rectifier, at DC filtering circuit. Ang mga karagdagang bahagi ay nag-aalok ng kasalukuyang regulasyon.

Ang IC1 ay nagtatrabaho tulad ng isang kumpare na may isang hiwalay na yugto ng buffer Q1 na nagbibigay ng isang masidhing pag-andar kasalukuyang output sa disenyo na ito. Ang input na hindi nag-invert ng IC1 ay ibinibigay na may 0.65 V: sanggunian na boltahe na ipinakita sa pamamagitan ng R1 at D3. Ang inverting input ay konektado sa ground sa pamamagitan ng R2 sa loob ng kasalukuyang mga antas ng quiescent, na pinapayagan ang output na maging ganap na positibo. Ang pagkakaroon ng isang NiCad cell na nakakabit sa buong output, ang isang mataas na kasalukuyang ay maaaring gumawa ng isang pagsisikap sa pamamagitan ng R2, na sanhi ng isang katumbas na halaga ng boltahe na bumuo sa buong R2.

Maaari lamang itong tumaas sa 0.6V, gayunpaman, ang isang pagtaas ng boltahe sa puntong ito ay binabaligtad ang mga potensyal na pag-input ng mga input ng IC1, na nagiging sanhi ng pagbawas ng boltahe ng output, at pagbaba ng boltahe sa paligid ng R2 pabalik 0.65 V. Ang pinakamataas na kasalukuyang output (at din ang natanggap na kasalukuyang singil) ay bilang isang resulta ng kasalukuyang nabuo na may 0.65 V sa kabuuan ng 10 ohms, o 65 mA na ilagay nang simple.

Karamihan sa mga cell ng AA NiCad ay nagtataglay ng pinakamainam na ginustong kasalukuyang singil sa pagsingil na hindi hihigit sa 45 o 50 mA, at para sa kategoryang ito ang R2 ay dapat na tumaas sa 13 ohms upang magkaroon ka ng naaangkop na kasalukuyang singil.

Ang ilang mga mabilis na pagkakaiba-iba ng charger ay maaaring gumana sa 150 mA, at hinihiling nito ang pagbaba ng R2 hanggang 4.3 ohms (3.3 ohms plus 1 ohm sa serye kung sakaling ang isang perpektong bahagi ay hindi maaaring makuha).

Bukod dito, ang T1 ay kailangang mapabuti sa isang variant na may kasalukuyang rating na 250 mA., At ang Q1 ay dapat na mai-install gamit ang isang maliit na bolt-on finned heatsink. Ang aparato ay madaling singilin hanggang sa apat na mga cell (6 na mga cell kapag ang T1 ay na-upgrade sa isang uri ng 12 V), at lahat ng mga ito ay dapat na naka-attach sa serye sa paglabas, at hindi kahanay.

Universal NiCad Charger Circuit

Ipinapakita ng figure 1 ang buong circuit diagram ng unibersal na charger ng NiCad. Ang isang kasalukuyang mapagkukunan ay binuo gamit ang transistors T1, T2 at T3, na nag-aalok ng isang pare-pareho ang kasalukuyang singilin.

Ang kasalukuyang mapagkukunan ay magiging aktibo lamang kapag ang mga cell ng NiCad ay nakakabit ng wastong paraan ng pag-ikot. Ang ICI ay nakaposisyon upang suriin ang network sa pamamagitan ng pagpapatunay ng boltahe polarity sa mga output terminal. Kung ang mga cell ay maayos na nakalipat, ang pin 2 ng IC1 ay hindi nagawang positibo tulad ng sa pin 3.

Bilang isang resulta ang output ng IC1 ay nakakakuha ng positibo at mapagkukunan ng isang kasalukuyang base sa T2, na binubuksan ang kasalukuyang mapagkukunan. Ang kasalukuyang limitasyon sa mapagkukunan ay maaaring maayos gamit ang S1. Ang isang kasalukuyang 50 mA, 180 mA at 400 mA ay maaaring i-preset sa sandaling ang mga halaga ng R6, R7 at RB ay natutukoy. Ang paglalagay ng S1 sa puntong 1 ay nagpapakita na ang mga cell ng NiCad ay maaaring singilin, ang posisyon 2 ay inilaan para sa mga C cell at ang posisyon 3 ay nakalaan sa mga D cells.

Sari-saring Bahagi

TR1 = transpormer 2 x 12 V / 0.5 A
S1 = 3 switch ng posisyon
S2 = 2 posisyon switch

Gumagana ang kasalukuyang mapagkukunan gamit ang isang napaka-pangunahing prinsipyo. Ang circuit ay wired tulad ng isang kasalukuyang network ng feedback. Isipin ang S1 na nasa posisyon 1 at positibo ang output ng IC1. Ang T2 at 13 ay nagsisimulang makakuha ng isang kasalukuyang base at simulan ang pagpapadaloy. Ang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga transistors na ito ay bumubuo ng isang boltahe sa paligid ng R6, na nagpapalitaw ng T1 sa pagpapatakbo.

Ang isang dumadaloy na kasalukuyang paligid ng R6 ay nangangahulugan na ang T1 ay maaaring magsagawa nang may higit na lakas sa gayon minimizing ang kasalukuyang drive ng base para sa mga transistors na T2 at T3.

Ang pangalawang transistor ay maaaring sa puntong ito magsagawa ng mas kaunti at ang paunang kasalukuyang pagtaas ay pinaghihigpitan. Ang isang makatwirang pare-pareho kasalukuyang sa pamamagitan ng R3 at ang nakakabit na mga cell ng NiCad sa gayon ay ipinatupad.

Ang isang pares ng mga naka-attach na LED sa kasalukuyang mapagkukunan ay nagpapahiwatig ng katayuan sa pagpapatakbo ng NiCad charger sa anumang instant. Pinagkukunan ng IC1 ng isang positibong boltahe sa sandaling ang mga cell ng NiCad ay nai-hook up sa tamang paraan ng pag-iilaw sa LED D8.

Kung ang mga cell ay hindi konektado sa tamang polarity, ang positibong potensyal sa pin 2 ng IC1 ay mas mataas kaysa sa pin 3, na nagiging sanhi ng output ng op amp ng kumpare na maging 0 V.

Sa sitwasyong ito ang kasalukuyang mapagkukunan ay mananatiling naka-patay at ang LED D8 ay hindi magpapaliwanag. Ang isang magkatulad na kundisyon ay maaaring maganap kung walang mga cell na konektado para sa singilin. Maaari itong mangyari dahil ang pin 2 ay magtataglay ng isang mas mataas na boltahe kumpara sa pin 3, dahil sa pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng D10.

Ang charger ay gagana lamang kapag ang isang cell na binubuo ng isang minimum na 1 V ay sumali. Ipinapakita ng LED D9 na ang kasalukuyang mapagkukunan ay tumatakbo tulad ng isang kasalukuyang mapagkukunan.

Maaaring lumitaw ito na kakaiba, subalit ang isang kasalukuyang pag-input na nabuo ng IC1 ay hindi sapat, ang antas ng boltahe ay kailangang sapat na malaki upang mapalakas ang kasalukuyang.

Ipinapahiwatig nito na ang suplay ay dapat palaging mas malaki kaysa sa boltahe sa mga cell ng NiCad. Sa sitwasyong ito lamang ang potensyal na pagkakaiba ay magiging sapat para sa kasalukuyang feedback na T1 na kick-in, na nag-iilaw sa LED D9.

Disenyo ng PCB

Gamit ang IC 7805

Ang diagram ng circuit sa ibaba ay nagpapakita ng isang perpektong circuit ng charger para sa isang ni-cad cell.

Ito ay gumagamit ng a 7805 regulator IC upang maihatid ang isang pare-pareho na 5V sa isang risistor, na kung saan ay nagiging sanhi ng kasalukuyang maging umaasa sa halaga ng risistor, sa halip na sa potensyal ng cell.

Ang halaga ng risistor ay dapat na ayusin kaugnay sa uri na ginagamit para sa pagsingil ng anumang halaga sa pagitan ng 10 Ohm hanggang 470 Ohm ay maaaring magamit depende sa rating ng mAh ng cell. Dahil sa lumulutang kalikasan ng IC 7805 patungkol sa potensyal sa lupa, maaaring mailapat ang disenyo na ito para sa singilin ang mga indibidwal na cell ng Nicad o serye ng ilang mga cell.

Nagcha-charge ang Ni-Cd Cell mula sa isang 12V Supply

Ang pinaka-pangunahing prinsipyo para sa isang charger ng baterya ay ang boltahe ng pagsingil nito ay dapat na higit pa sa nominal na boltahe ng baterya. Halimbawa, ang isang 12 V na baterya ay dapat sisingilin mula sa isang 14 V na mapagkukunan.

Sa 12V Ni-Cd charger circuit na ito, ginamit ang isang doble ng boltahe batay sa tanyag na 555 IC. Dahil ang output 3 ng maliit na tilad ay konektado halili sa pagitan ng boltahe ng supply ng +12 V at lupa, ang oscillates ng IC.

C₃nasisingil sa pamamagitan ng D_dalawaat D₃sa halos 12 V kapag ang pin 3 ay isang mababang lohika. Ang sandali na pin 3 ay mataas ang lohika, ang boltahe ng kantong ng C₃at D₃nagpapalakas sa 24 V dahil sa negatibong terminal ng C₃na naka-plug sa +12 V, at ang capacitor mismo ay nagtataglay ng singil ng parehong halaga. Pagkatapos, diode D₃nagiging bias na bias, ngunit D₄nagsasagawa lamang ng sapat para sa C₄upang masingil ng higit sa 20 V. Ito ay higit sa sapat na boltahe para sa aming circuit.

Ang 78L05 sa IC_dalawaang mga posisyon ay kumikilos bilang isang kasalukuyang tagapagtustos na nangyayari upang hawakan ang output voltage, U_n, mula sa paglitaw sa kabuuan ng R₃sa 5 V. Ang kasalukuyang output, I_n, maaaring makalkula nang simple mula sa equation:

Ako = Uη / R3 = 5/680 = 7.4 mA

Ang mga pag-aari ng 78L05 ay nagsasama ng kasalukuyang pagguhit mismo bilang gitnang terminal (karaniwang earthed) ay nagbibigay sa atin ng humigit-kumulang na 3 mA.

Ang kabuuang kasalukuyang pag-load ay tungkol sa 10 mA at iyon ay isang mahusay na halaga para sa patuloy na pagsingil ng mga baterya ng NiCd. Upang maipakita na dumadaloy ang kasalukuyang singilin, ang isang LED ay kasama sa circuit.

Pagsingil sa Kasalukuyang Grap

Ang larawan 2 ay naglalarawan ng mga katangian ng kasalukuyang singilin laban sa boltahe ng baterya. Ito ay lubos na maliwanag na ang circuit ay hindi ganap na perpekto dahil ang 12 V na baterya ay sisingilin ng isang kasalukuyang pagsukat lamang sa paligid ng 5 mA. Ilang mga kadahilanan para dito:

• Ang boltahe ng output ng circuit ay tila bumababa sa dumadami na kasalukuyang.
• Ang pagbagsak ng boltahe sa kabila ng 78L05 ay nasa paligid ng 5 V. Ngunit, isang karagdagang 2.5 V ang dapat na isama upang matiyak na ang IC ay nagpapatakbo nang tumpak.
• Sa buong LED, malamang na may 1.5 V boltahe na drop.

Kung isasaalang-alang ang lahat sa itaas, ang isang 12 V NiCd na baterya na may rate na kapasidad na 500 mAh ay maaaring singilin nang walang tigil gamit ang isang kasalukuyang 5 mA. Sa kabuuan, 1% lamang ito ng kapasidad nito.