Автоматическое зарядное устройство

Предлагаемое  Вашему  вниманию  "интеллектуальное" автоматическое зарядное устройство (ЗУ)   предназначено   для   заряда   и  тренировкии  никель-кадмиевых аккумуляторов   3KCSL 11   напряжением   3.6  вольт  и  емкостью  11 ампер-часов. Возможно использование данного ЗУ для заряда и тренировки других аккумуляторов с аналогичными параметрами.

Предназначено для аккумуляторов 3KCSL 11 или аналогичных,

• Ток заряда  - 1.1 ампера,
• Ток разряда - 2.2 ампера,
• ВременнЫе диаграммы согласно ИЛТГ.563344.011 ТО.
• Напряжение питания 220В +- 10% или 13.5В,
• Потребляемая мощность в режиме заряда не более 15 ватт,
• Время работы не ограничено.

width=710>
Рисунок не помещается на странице и поэтому сжат!
Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните здесь или на самом рисунке.


Принципиальная схема

  width=710>
Рисунок не помещается на странице и поэтому сжат!
Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните здесь или на самом рисунке.


Блок-схема зарядного устройства
 

ЗУ  состоит  из  блока питания, стабилизатора тока заряда (транзисторы VT1, VT2, VT3, VT7),    стабилизатора   тока   разряда (транзисторы  VT4, VT5, VT6, VT8), управляющего контроллера (микросхема U2).

1.Блок   питания   собран   на  диодах  КД213  и  микросхеме U1. Он служит   для  питания  стабилизаторов  ЗУ  и управляющего контроллера.
Питается  блок от напряжения сети переменного тока 200 вольт +-10% или от бортовой сети автомобиля 13.5 вольт.

2.Стабилизатор  зарядного  тока  обеспечивает поддержание тока заряда, равного 1.1А +-5% в течение всего периода зарядки аккумулятора. Собран на   транзисторах  VT1, VT2, VT3, VT7  .  Включение  -  выключение  стабилизатора осуществляется  контроллером  согласно  запрограммированным  временнЫм диаграммам.

3.Стабилизатор   разрядного   тока   собран   по   схеме,  аналогичной стабилизатору  зарядного  тока  (транзисторы  VT4, VT5, VT6, VT8),  и  служит для обеспечения  тока  разряда  аккумулятора,  равного 2.2А +-5% в течение периода  разряда аккумулятора. Так же как стабилизатор зарядного тока, управляется контроллером.

4.Контроллер.  Управляет  стабилизаторами  тока, осуществляет заданные временнЫе  диаграммы  во  всех режимах работы ЗУ. Основу данного блока составляет микропроцессор АТ89С2051 фирмы ATMEL. Программа написана на языке KEIL-C.

ЗУ может работать в трех режимах:

1. - непрерывный заряд номинальным током заряда в течение 14 часов,
2. -  разряд  номинальным током разряда в течение 5 часов или менее, если напряжение аккумулятора упадет до 3 вольт, что является признаком 100% разряда, далее непрерывный заряд номинальным током заряда в течение 14 часов,
3. - пять циклов тренировки по следующей диаграмме:
   • . разряд 5 часов, заряд 10 часов,
   • . разряд 5 часов, заряд 14 часов,
   • . разряд 5 часов, заряд 14 часов,
   • . разряд 5 часов, заряд 14 часов,
   • . разряд 5 часов, заряд 14 часов,

В  процессе  разряда  замеряется  фактическая емкость аккумулятора и в случае  достижения  емкости 11 а/ч аккумулятор заряжается и дальнейшие циклы тренировки не проводятся.

Токи  и временнЫе диаграммы основаны на технических условиях на данный аккумулятор ИЛТГ.563344.011 ТО.

В   процессе   работы   вся   служебная   информация  отображается  на десятиразрядном    жидкокристаллическом    индикаторе   (от   телефона PANAPHONE).

Формат выводимой информации:
 

Ц-ЧЧММ-ЕЕЕ

Ц - номер цикла заряда/разряда,
ЧЧММ - таймер, показывает время с начала цикла,
ЕЕЕ - емкость аккумулятора, замеряемая в процессе разряда, (емкость   отображается  с  формате  ХХ.Х,  т.е  две  первые  цифры  - ампер-часы,  последняя  -  десятые  доли  ампер-часов.  Десятые  доли не отделены   от  ампер-часов  точкой  т.к.  данный  индикатор  не  имеет десятичных точек)

Примечание.  В  режиме 1 (только 1 цикл заряда 14 часов) номер цикла и емкость  не  индицируются  т.к. цикл только один, а емкость может быть замерена  только  в  процессе  разряда,  который  в  этом  режиме  не производитя.

По  окончании  работы  в  любом  режиме  выдается прерывистый звуковой сигнал - "звонок".

Порядок работы.

1. включить ЗУ. Прозвучит стартовая мелодия, на индикаторе появится:
 

--0000- 00

2.Подключить аккумулятор.

3.Переключателем выбрать нужный режим работы.

4.Нажать кнопку "Пуск".

Включается  заряд  или  разряд  в  зависимости  от  выбранного режима, начинают  моргать  точки  на  индикаторе и таймер начинает отсчитывать время.

По  окончании работы и получении звукового сигнала "звонок", отключить аккумулятор, выключить ЗУ из сети.

Конструкция и детали.

К  конструкция  ЗУ  не не предъявлется никаких специальных требований. Устройство   собрано  в  металлическом  корпусе.  На  передней  панели размещены:  выключатель  питания,  амперметр  (с нулем посередине), ЖК индикатор,  переключатель  режимов  работы,  кнопка "Пуск", клеммы для подключения аккумулятора.

Схема  ЗУ  собрана на односторонней печатной плате. Можно использовать плату  для  макетного  монтажа,  а  соединения  производить  проводом МГШВ-0.1, сильноточные цепи проводом МГШВ-0.5.

Транзисторы  VT2  и VT5 стабилизаторов тока установлены на небольших радиаторах,  которые обдуваются вентилятором от процессора PENTIUM для облегчения теплового режима.

Микропроцессор АТ89С2051 устанавливается в панельке.

Резисторы  R9  и  R19  стабилизаторов  тока выполнены из отрезков нихрома от электрической плитки.

Настройка.

Настройка ЗУ несложная и сводится к установке токов стабилизаторов. Перед настройкой следует вытащить из панельки микроконтроллер.

Для  настройки  стабилизатора  зарядного  тока  включить  ЗУ  в  сеть, подключить  аккумулятор,  соединить проводником ножки 10 и 19 панельки микропроцессора   перемычкой.  С  помощью  резистора  R5  выставить зарядный  ток аккумулятора равный 1.1 ампера. Изменяя длину нихромовой проволоки  резистора  R9,  добиться  падения  напряжения  на нем 0.7 вольта.   Повторить   операции  для  уточнения  тока  и  сопротивления резистора R9.

Снять перемычку.

Для  настройки  стабилизатора  разрядного  тока  включить  ЗУ  в сеть, подключить  заряженный  аккумулятор,  соединить ножки 10 и 18 панельки микропроцессора  перемычкой.  Как и в зарядном стабилизаторе выставить ток   разряда,   равный   2.2   ампера  с  помощью  резистора  R13, откорректировать  сопротивление  резистора R19, для получения падения
напряжения на нем 0.7 вольт.

Снять перемычку.

Резистором  R4  выставить  напряжение на ножке 13 микропроцессора на уровне  2.9  вольта.  Точнее это напряжение выставляется, при контроле напряжения  на  аккумуляторе,  при  котором  происходит переключение с разряда на заряд (при 100% разряде).

Программу для самостоятельного программирования микроконтроллера можно взять здесь.

Автор: А. Денисов г. Тамбов (RA3RBE)