Одним из критериев окончания зарядки аккумулятора (аккумуляторной батареи) является повышение температуры. В предлагаемом зарядном устройстве (ЗУ) для ее контроля применены специализированные микросхемы DS1621 фирмы DALLAS SEMICONDUCTOR. С их помощью микроконтроллер измеряет температуру аккумулятора и при ее повышении прекращает зарядку
     Зарядное устройство предназначено для одновременной независимой зарядки от одного до четырех Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов типоразмера АА или ААА стабильным током 0,5 А Его основой (рис. 1) является микроконтроллер DD5, который обрабатывает информацию, поступающую от узла измерения температуры, собранного на датчиках температуры DD1—DD4, и выводит информацию о протекающих процессах на узел индикации, собранный на регистре DD6, транзисторах VT2—VT5 и четырехразрядном семиэлементном светодиодном индикаторе HG1. Микроконтроллер DD5 также контролирует напряжение на аккумуляторах, подключаемых к контактам Х1—Х8, и управляет четырьмя разрядно-зарядными ячейками, собранными по одинаковой схеме. Каждая из них состоит из стабилизатора тока на микросхеме 1DA1 (здесь и далее указаны позиционные обозначения элементов ячейки А1) с токозадающими резисторами 1R2, 1R3, электронных ключей на транзисторах 1VT1—1VT3, индикатора разрядки на светодиоде 1HL2 желтого цвета свечения и индикатора зарядки на светодиоде 1HL1 красного цвета свечения.
     В режиме зарядки открыты транзисторы 1VT1, 1VT2 и осуществляется зарядка аккумулятора, подключенного к контактам Х1 и Х2. В режиме разрядки эти транзисторы закрываются, открывается 1VT3 и аккумулятор разряжается через этот транзистор и резистор 1R9. Для принудительного охлаждения элементов разряднозарядных ячеек и блока питания применен вентилятор М1, питающее напряжение на него поступает с транзистора VT1. Напряжение питания микроконтроллера и остальных цифровых микросхем стабилизировано микросхемой DA1.
     Узел управления собран на микроконтроллере DD5. После подачи питающего напряжения он выводит на индикатор HG1 число 2005 для проверки индикации, потом проводит инициализацию четырех датчиков температуры DD1 —DD4 с последующим измерением температуры окружающей среды и запоминанием ее. Впоследствии эти данные будут использованы для контроля повышения температуры аккумуляторов и принятия решения о прекращении из зарядки. Затем микроконтроллер последовательно проверяет наличие подключенных аккумуляторов. При отсутствии напряжения на контакте Х1 микроконтроллер "делает вывод" о том, что аккумулятор не установлен и переходит к анализу напряжения на остальных контактах. Если аккумулятор подключен и его напряжение более 1 В, ячейка включается в режим разрядки, о чем сигнализирует светодиод 1HL2. Разрядный ток составляет около 180 мА.
     Как только напряжение аккумулятора станет менее 1 В, микроконтроллер переключит соответствующую ячейку в режим зарядки и загорится светодиод 1HL1. В этом режиме происходит периодический контроль температуры и напряжения аккумулятора, и когда температура повысится на восемь градусов относительно измеренной первоначально, зарядка соответствующего аккумулятора прекратится. Если при включении ЗУ напряжение аккумулятора не превышает 1 В, сразу включается режим зарядки.
     В процессе зарядки, последовательно контролируя ячейки, микроконтроллер выводит на индикатор HG1 значения температуры и напряжения каждого аккумулятора. В первых трех старших разрядах сначала индицируется температура, затем напряжение, а в младшем — номер ячейки, в которой производятся измерения.
     При включении режима зарядки хотя бы одного аккумулятора начинает работать вентилятор Его напряжение питания меньше номинального (примерно 8,5 В), поэтому его крыльчатка вращается медленнее, но производительности достаточно для охлаждения элементов устройства. После окончания зарядки всех аккумуляторов вентилятор прекращает работу.
     Детали ЗУ смонтированы на нескольких плат. Микроконтроллер, его "окружение", стабилизатор DA1 и большинство элементов ячеек установлены на основной печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. К ней через разъем Х1 четырехпроводным кабелем подключена плата узла измерения температуры (рис. 3), на которой установлены датчики температуры DD1—DD4, конденсатор С6 и контакты для подключения аккумуляторов, пружинные Х2, Х4, Х6, Х8 и пластинчатые Х1, Х3, Х5, Х7. На плате узла индикации (рис. 4), кроме элементов этого узла, установлены светодиоды разрядно-зарядных ячеек. Питание устройства осуществляют от сетевого блока питания, схема которого показана на рис. 5. Чертеж платы — на рис. 6.
     В устройстве применены постоянные резисторы MЛT, С2-33, оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — К73-17 Можно применить светодиоды любого типа соответствующего цвета свечения с диметром корпуса 3...5 мм, желательно повышенной яркости свечения. Для экономии места на плате резисторы 1R3 и 1R2 (и соответствующие в других ячейках) установлены друг над другом. На стабилизаторах 1DA1—4DA1 закреплены игольчатые теплоотводы (рис. 7), микросхемы DD1—DD6 и индикатор HG1 установлены в панели. Вентилятор М1 — с напряжением питания 12 В от компьютерной техники, его габаритные размеры — 20x80x80 мм. В блоке питания стабилизаторы DA1, DA2 установлены на пластинчатых теплоотводах размерами 15x50x50 мм, диоды прижаты к плате игольчатым теплоотводом размерами 15x20x40 мм (рис. 8). Трансформатор блока питания Т1 — от катушечного магнитофона "Маяк-205", его тип ТС-40-2, конденсатор С1 смонтирован непосредственно на его выводах.
     В качестве корпуса ЗУ была применена пластмассовая коробка для магнитофонных кассет (рис. 9). Все платы и силовой трансформатор размещены внутри (рис. 10). На задней стенке установлен выключатель питания, на передней — плата узла индикации, в ней для индикатора сделано окно соответствующего размера. На верхней крышке, над платой блока питания, закреплен вентилятор, для него сделано окно круглой формы, а в боковых и задней стенках — вентиляционные отверстия. Для размещения аккумуляторов применен пластмассовый держатель на четыре элемента, он закреплен на верхней крышке, плата узла измерения температуры крепится также к ней, но с внутренней стороны. Для датчиков температуры DD1—DD4 в крышке и держателе сделаны квадратные отверстия (рис. 11). Плату узла измерения температуры крепят так, чтобы при установке аккумуляторов они вплотную прилегали к датчикам температуры. После проверки работоспособности щель между платой и крышкой изнутри промазывают герметиком, чтобы исключить охлаждение датчиков температуры воздушным потоком от вентилятора.
     Налаживания устройство не требует. Перед установкой микросхем в панели надо проверить все питающие напряжения. К недостаткам ЗУ следует отнести необходимость охлаждения датчиков до температуры окружающей среды, чтобы начать заряжать следующую партию аккумуляторов. Кроме того, при их установке следует следить за тем, чтобы они как можно плотнее прилегали к датчикам температуры.
Материал взят из: Журнала Радио 2009 №1

В архиве исходник на ASM и прошивка

zarustr.rar [13,93 Kb] (cкачиваний: 212)