溫控 NICD 充電器電路

出處：維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2023-02-03 16:35:22 | 295 次閱讀

該電路用于溫控恒流電池充電器。它適用于 NICD、NIMH 和其他可充電電池。該電路的工作原理是，當(dāng)電池充滿(mǎn)電時(shí)，大多數(shù)可充電電池的溫度都會(huì)升高。過(guò)度充電是電池壽命短的主要原因之一，熱電池會(huì)破壞內(nèi)部密封并排出電解液。隨著細(xì)胞變干，它們會(huì)失去容量。該電路可以為可充電電池組快速充電，而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)充風(fēng)險(xiǎn)。該電路使用 22VDC 電源，我的改進(jìn) 版本 2 電路將使用 12VDC 電源運(yùn)行，例如太陽(yáng)能或汽車(chē)電源系統(tǒng)。

變壓器、橋式整流器和 1000uF 電容器提供大約 22 伏的直流電源來(lái)運(yùn)行電路的其余部分。7812 穩(wěn)壓器將其降至 12V 以運(yùn)行 311 比較器和 4011 與非門(mén)。
按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)始充電循環(huán)。這會(huì)導(dǎo)致連接成 RS 觸發(fā)器的兩個(gè) 4011 與非門(mén)進(jìn)入充電模式。紅色 LED 點(diǎn)亮，VMOS FET 電流開(kāi)關(guān)打開(kāi)。充電電流流過(guò)電池組。如果電池開(kāi)始時(shí)溫度高于參考溫度，電路將不會(huì)切換到充電模式。讓包裝冷卻。當(dāng)電池組達(dá)到完全充電狀態(tài)時(shí)，溫差傳感器會(huì)導(dǎo)致觸發(fā)器關(guān)閉，從而關(guān)閉 VMOS 電流開(kāi)關(guān)，并點(diǎn)亮綠色 LED。
7805 電壓調(diào)節(jié)器作為恒流調(diào)節(jié)器接線(xiàn)。這為許多不同的電池類(lèi)型提供了安全的最大充電電流。VMOS FET 兩端的 500 歐姆電阻設(shè)置了在大容量充電完成后流經(jīng)電池組的涓流充電電流。
如果交流電源關(guān)閉，1N5818 二極管可防止電池組放電。
啟動(dòng)開(kāi)關(guān)周?chē)碾娮杵?、二極管和電容器會(huì)使電路在首次通電時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。
溫差傳感器電路通過(guò)向 311 比較器的輸入端提供兩個(gè)電壓來(lái)工作。比較器輸出打開(kāi)或關(guān)閉取決于哪個(gè)輸入電壓高于另一個(gè)輸入電壓。隨著熱敏電阻升溫，它們的阻值下降，從而降低相關(guān)的比較器輸入。由于有兩個(gè)傳感器，室溫可能會(huì)發(fā)生變化，電路只會(huì)對(duì)傳感器之間的溫差做出反應(yīng)。
部件放置并不重要，但熱敏電阻除外，熱敏電阻應(yīng)使用環(huán)氧樹(shù)脂將鋁板分開(kāi)，并通過(guò)帶有兩根電線(xiàn)和屏蔽層的電纜連接回主電路。7805 穩(wěn)壓器應(yīng)安裝在散熱器上。電流設(shè)置電阻器可以是大功率電位器、開(kāi)關(guān)可選電阻器（如原理圖所示），或者如果您只需要一個(gè)電流設(shè)置，則可以是單個(gè)固定電阻器。
確保將電池和傳感器與其他電子設(shè)備熱隔離，這樣電路產(chǎn)生的熱量就不會(huì)影響傳感器。在我的原型中，我將兩個(gè)熱敏電阻粘在分開(kāi)的鋁板上，大約 2" X 2"，并將電池傳感器放在正在充電的電池組頂部，通常頂部有一個(gè)重物。重要的是要確保電池與傳感器有良好的熱接觸。
讓兩個(gè)溫度傳感器板達(dá)到相同的溫度，在 311 芯片的 + 和 - 輸入端（引腳 2 和 3）放置一個(gè)電壓表。調(diào)整傳感器平衡微調(diào)器，使儀表上的讀數(shù)為 -0.02 伏。按下重置按鈕并確?！俺潆姟盠ED 亮起。用手加熱電池溫度板，觀察“完成”燈亮起。
將可充電電池組連接到充電器的“+”和“-”連接器。電池組可能需要在充電前冷卻至環(huán)境溫度。
將“電池溫度”傳感器放在電池組下方，并用橡皮筋或重物將其固定到位。
將“參考溫度”傳感器放置在不太靠近充電器、電池或任何其他熱源的位置。
按下“復(fù)位”鍵，觀察“充電”燈亮。注意：如果電池最近以高速率放電，或者從較溫暖的地方移動(dòng)，它可能比環(huán)境溫度傳感器更熱，電路不會(huì)進(jìn)入充電模式。讓電池冷卻到環(huán)境溫度，或者如果您趕時(shí)間，可以暫時(shí)預(yù)熱參考傳感器。
請(qǐng)注意，串聯(lián)串中的某些電池總是最先變暖。幾個(gè)循環(huán)后，最好將電池組放在充電器上幾個(gè)小時(shí)，以對(duì)下方的電池進(jìn)行涓流充電，直至充滿(mǎn)電。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“均衡”背包。也可以再次按下啟動(dòng)按鈕，弱電池會(huì)暫時(shí)獲得更多電量，然后全電池會(huì)預(yù)熱并關(guān)閉電流。
該電路中的熱敏電阻和大部分其他部件可從較大的 electronix 供應(yīng)商處獲得，例如 DigiKey、Mouser 和 Newark。
許多人經(jīng)常對(duì)他們的 NICD/NiMH 電池組進(jìn)行放電，以試圖防止所謂的記憶效應(yīng)。NiCD 記憶效應(yīng)主要是一個(gè)都市傳說(shuō)，它起源于 NASA 的一項(xiàng)合法實(shí)驗(yàn)，在該實(shí)驗(yàn)中，早期的 NiCD 電池在非常窄的電壓范圍內(nèi)運(yùn)行。現(xiàn)代 NiCD 電池不應(yīng)表現(xiàn)出任何形式的記憶效應(yīng)?？沙潆婋姵氐某潆?放電循環(huán)次數(shù)都是有限的，每次對(duì)電池放電時(shí)，其容量和壽命都會(huì)降低。有關(guān)該主題的更多信息，請(qǐng)參閱本文。
殺死 NiCd 電池的一個(gè)好方法是對(duì)它們施加反向電壓。如果您錯(cuò)誤地將 NiCd 電池組放電成串，弱電池將變?yōu)榱惴?，然后隨著強(qiáng)電池繼續(xù)放電而變?yōu)樨?fù)電壓。在 NiCD 電池上施加負(fù)電壓會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)的導(dǎo)電枝晶生長(zhǎng)，從而使電池變得容易自放電。
如果您仍想對(duì)電池進(jìn)行放電，最好只對(duì)它們進(jìn)行單獨(dú)放電。電池不應(yīng)被拉低至零伏。實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的一種簡(jiǎn)單方法是為每個(gè)電池串聯(lián)一個(gè)硅二極管和一個(gè)電阻器，這將最小電池電壓設(shè)置為約 0.7 伏。對(duì)于多節(jié)電池組，可以使用多節(jié)電池座以及用于每節(jié)電池的電阻器和二極管來(lái)構(gòu)建放電器。
典型的放電電流是 C/5，其中 C 是電池的安培小時(shí)容量。對(duì)于 500ma AA NiCd，一個(gè) 1N4001 或類(lèi)似的 1A 二極管與 5 ohm 1/2W 電阻器串聯(lián)應(yīng)該給出 C/5 (100ma) 放電率，假定 1.2V 電池和 0.7V 最終靜止電壓。

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