Прилад для перевірки акумуляторів

В. КУЗЬМІН, м. Чебоксари

При використанні акумуляторів можуть бути допущені дві характерні помилки: експлуатація майже розрядженого акумулятора і постановка на зарядку вже зарядженого. У першому випадку акумулятор може "сісти "У самий непідходящий момент, у другому – можлива перезарядка акумулятора, яка може призвести до зниження терміну служби, втрати ємності, а в самих важких випадках – до її руйнації. Цих помилок можна уникнути, якщо оцінити залишковий заряд акумулятора.

Прилад призначений для перевірки NiCd і NiMH акумуляторів ємністю до 2 Ач. Принцип його дії полягає в тому, що акумулятор протягом 10 с розряджають струмом, чисельно рівним (в амперах) 1.5 … 2С, де С – ємність акумулятора в А * г. Напруга на акумуляторі безперервно контролюють цифровим вольтметром. Залишковий заряд (у відсотках від С) оцінюють за таблицею в залежності від напруги в кінці інтервалу розрядки (у перерахунку на один елемент). Приладом можна перевіряти акумулятори інших типів, а також гальванічні елементи і батареї. Проте наведені дані справедливі тільки для NiCd і NiMH акумуляторів. Вони отримані експериментально при знятті характеристики розрядки свідомо справним, нової, повністю зарядженої батареї струмом 2С протягом 30 хв при кімнатній температурі. Експеримент був повторений кілька разів.

Напруга в кінці 10-секундної розрядки, В

1,2…1,22

1,1…1,12

1,07…1,09

1,02..1,04

1

Залишковий заряд,% від С

100

75

50

25

0

Схема приладу показана на мал. 1. Мікросхема DA1 виробляє стабільне напруга 9 В для живлення внутрішніх ланцюгів пристрою. Інтегральний таймер DA2 формує вимірювальний інтервал, тривалість якого визначають опір резистора R3 і ємність конденсатора С4. Ця тривалість повинна бути рівна 10 с. При натисканні на кнопку SB1 відбувається запуск таймера, який виробляє на виході (висновок 3) імпульс тривалістю 10 с і амплітудою не менше 7,5 В. Резистор R2 і конденсатор С2 запобігають подовження імпульсу в разі, якщо час утримання кнопки SB1 в натиснутому стані перевищує 10 с. Змінним резистором R5 регулюють струм бази транзистора VT1. На цьому транзисторі зібрана попередня ступінь посилення струму. Далі струм посилює транзистор VT2. Саме його ток колектора розряджає випробуваний акумулятор. У ланцюг колектора транзистора VT2 включений амперметр РА1. Діод VD1 забезпечує протікання струму тільки в одному напрямку. Резистор R9 необхідний для зменшення нестабільності струму через транзистор VT2 через його нагрівання при проведенні вимірювань. Конденсатор С5 запобігає самозбудження.

Напруга харчування сходинки на транзисторі VT2 не повинно бути менше 6 В, тому елементи і батареї з меншою напругою підключають до виходу 1. У цьому випадку напруга перевіряється акумулятора складається з напругою живлення. Батареї з напругою від 6 до 24 В підключають до виходу 2. У цьому випадку ступінь на транзисторі VT2 отримує харчування тільки від перевіряється батареї. Не слід до виходу 1 підключати батареї з напругою більше 6 В, так як при цьому транзистор VT2 буде невиправдано перевантажений за потужністю, що викличе підвищений дрейф струму в процесі вимірювань.

Конструкція і деталі. Більшість компонентів змонтовані на друкованій платі, креслення якої показано на рис. 2. Конденсатор С5 встановлений безпосередньо на висновках транзистора VT2. Транзистори VT1 і VT2 можуть бути зазначених на схемі серій з будь-якими буквеними індексами. Також можна застосувати транзистори КТ315Б, КТ315Г (VT1), підібравши примірник, що має коефіцієнт передачі струму не менше 100. Припустимо застосувати транзистори КТ8131А-КТ8131В (VT2). Резистор R9 – дротяний, його опір може перебувати в межах 0,5 … 1 Ом. Транзистор VT2 і діод VD1 повинні бути встановлені на загальних тепловідвід площею не менше 60 см 2 . Для живлення пристрою необхідне джерело напруги від 12 до 25 В, можна нестабілізованого, здатний віддавати в навантаження струм не менше 3 А.

Залежно від конкретних умов використання прилад може бути спрощений. Наприклад, можна не вводити амперметр РА1 до складу пристрою, а забезпечити змінний резистор R5 шкалою зі значеннями розрядного струму. Якщо потрібно перевіряти акумулятори тільки однієї ємності, резистор R5 може бути підлаштовано. Його движок встановлюють один раз при налагодженні в положення, відповідне як потрібне розрядного струму.

Налагодження приладу полягає в установці необхідної тривалості імпульсу струму і меж регулювання його амплітуди. Спочатку замикають вихід 1, натискають на кнопку SB1 і вимірюють тривалість імпульсу (Наприклад, секундоміром). Підбирають резистор R3, при якому тривалість імпульсу, який генерується мікросхемою DA1, дорівнює 10 с. Потім вимірюють струм в крайніх положеннях движка змінного резистора R5. Якщо мінімальний струм занадто великий, збільшують опір цього резистора. Якщо максимальний струм занадто малий, підбирають резистор R9 меншого і резистор R8 більшого опору.

Проведення вимірювань. Спочатку замикають вихід 1, натискають на кнопку SB1 і движком змінного резистора R5 встановлюють за амперметри РА1 необхідне значення струму колектора транзистора VT2. Потім паралельно висновками перевіряється елемента або батареї підключають цифровий вольтметр (наприклад, мультиметр). Якщо він покаже напругу більше 6 В, то перевіряється батарею підключають до виходу 2, в іншому випадку – до виходу 1. Далі натискають на кнопку SB1, контролюючи показання вольтметра. Не слід розряджати акумулятори, що мають напругу холостого ходу менше 1 В на елемент. Такі акумулятори вимагають негайної постановки на зарядку. Не слід підключати елемент у зворотній полярності. Це може призвести до істотного скорочення його терміну служби або навіть до аварійного руйнування.

Радіо № 12, 2004 р.