Методика тестування акумуляторів та батарейок. Схеми пристроїв для відновлення (регенерації) гальванічних елементів живлення (батарейок) Характеристики зарядних пристроїв

27.11.2023 -

Пристрій для регенерації гальванічних елементів і заряду акумуляторних батарей асиметричним струмом, що містить три конденсатори, два діоди, перший конденсатор з'єднаний одним висновком з першою вхідною клемою, а іншим висновком з позитивною вихідною клемою пристрою, перший діод з'єднаний катодом з позитивною вихідною клемою анодом з негативною вихідний та другий вхідний клемами пристрою, другий конденсатор з'єднаний одним висновком з першої вхідної клемою пристрою, а іншим висновком з анодом першого діода і катодом другого діода, що відрізняється тим, що додатково містить два світлодіоди, резистор, перший світлодіод з'єднаний катодом з позитивною вихідний клемою пристрою, а анодом з'єднаний послідовно з третім конденсатором і першою вхідною клемою, другий світлодіод з'єднаний катодом з негативною вихідною клемою пристрою, а анодом послідовно з'єднаний з резистором і позитивною вхідною клемою. 1 іл.

Винахід відноситься до електротехнічної промисловості та призначене для заряду, формування акумуляторних батарей (АБ) та регенерації гальванічних елементів. Відомо пристрій для регенерації елементів і заряду АБ асиметричним струмом, що містить джерело змінного струму, два конденсатори і два вентилі, анод одного з яких і катод іншого підключені до вихідних клем пристрою, джерело змінного струму утворює з конденсаторами трипроменеву зірку, яка підключена однією конденсаторною гілкою точці вентилів, а іншими гілками до вихідних клем для підключення батареї, що заряджається. Недоліком цього пристрою є те, що немає індикації заряду АБ або регенерації хімічних елементів. При цьому відомо пристрій для регенерації гальванічних елементів і заряду акумуляторних батарей асиметричним струмом є аналогом містить три конденсатори, два діода, перший конденсатор з'єднаний одним висновком з першою вхідною клемою, а іншим висновком з позитивною вихідною клемою пристрою, перший діод з'єднаний катодом з позитивним пристрою, перший діод з'єднаний катодом з позитивною вихідною клемою пристрою, другий з'єднаний анодом з негативною вихідний і другий вхідний клемами пристрою, орой конденсатор з'єднаний одним висновком з першої вхідної клемою пристрою, а іншим висновком з анодом першого діода і катодом другого діода. Цей пристрій забезпечує індикацію безпосередньо процесу заряджання за допомогою неонової індикаторної лампи. Недоліком цього пристрою є те, що для функціонування неонової індикаторної лампи за цільовим призначенням потрібна наявність двох додаткових діодів. Пропонований пристрій для регенерації гальванічних елементів і заряду акумуляторних батарей асиметричним струмом, що містить три конденсатори, два діоди, перший конденсатор з'єднаний одним висновком з першою вхідною клемою, а іншим висновком з позитивною вихідною клемою пристрою, перший діод з'єднаний катодом з позитивною вихідний клем з'єднаний анодом з негативною вихідний і другий вхідний клемами пристрою, другий конденсатор з'єднаний одним висновком з першої вхідної клемою пристрою, а іншим висновком з анодом першого діода і катодом другого діода, додатково містить два світлодіоди, резистор, перший світлодіод з'єднаний катодом з позитивною вихідною клемою анодом з'єднаний послідовно з третім конденсатором і першою вхідною клемою, другий світлодіод з'єднаний катодом з негативною вихідною клемою пристрою, а анодом з'єднаний послідовно з резистором і позитивною вихідною клемою. На кресленні представлена схема пропонованого пристрою. Пристрій для регенерації гальванічних елементів і заряду акумуляторних батарей асиметричним струмом, містить три конденсатори 1, 2, 3, два діоди 4, 5, конденсатор 1 з'єднаний одним висновком з вхідною клемою 6, а іншим висновком з позитивною вихідною клемою 7 пристрою, діод 4 катодом з позитивною вихідною клемою 7 пристрою, діод 5 з'єднаний з анодом з негативною вихідною клемою 8 і вхідною клемою 9 пристрою, конденсатор 2 з'єднаний одним висновком з вхідною клемою 6 пристрою, а іншим висновком з анодом діода 4 і катодом діода 5, два світло , 11, резистор 12, світлодіод 10 з'єднаний катодом з позитивною вихідною клемою 7 пристрою, а анодом послідовно з'єднаний з конденсатором 3 і вхідною клемою 6, світлодіод 11 з'єднаний катодом з негативною вихідною клемою 8 пристрою, а інодом з'єднаний послідовно 7 клемою. Пристрій працює наступним чином. Протягом тієї частини позитивного напівперіоду напруги мережі, коли напруга на конденсаторі 2 більша за ЕРС заряджається АБ або регенерованого елемента (РЕ), через конденсатор 2, діод 4, позитивна вихідна клема 7 і АБ або РЕ протікає зарядний струм, а в решту періоду АБ або РЕ розряджається через конденсатор 1, вхідна клема 5, джерело змінного струму, вхідна клема 9 і вихідна клема 8. Коли напруга позитивного напівперіоду досягає напруги запалення світлодіода 10, він запалюється по ланцюгу: джерело змінного струму, вхідна клема 6, конденсатор 10, вихідна клема 7, АБ або РЕ, вихідна клема 8, вхідна клема 9, джерело змінного струму. Під час негативного напівперіоду світлодіод 10 не світиться. У разі відсутності зарядного струму (при розриві ланцюга заряду або досить великому внутрішньому опорі АБ або РЕ) під час негативного напівперіоду напруги мережі конденсатор 1 заряджається до амплітудного значення напруги мережі і ця напруга протягом решти напівперіоду підтримується незмінним. При цьому світлодіод 10 не запалюється, так як протягом позитивного напівперіоду різниця напруги на конденсаторі 1 і миттєвою мережевою напругою недостатня для запалювання світлодіода 10. При заряді АБ або РЕ до напруги кінця заряду запалюється світлодіод 11 по ланцюгу: позитивна вихідна світлодіод 11, негативна вихідна клема 8. Запалювання світлодіода 11 при підключенні АБ або РЕ до вихідних клем 7, 8 і до підключення пристрою до джерела змінного струму свідчить про недоцільність заряду АБ або РЕ.

формула винаходу

Міська молодіжна науково-практична конференція

«НАУКОВИЙ ПОТЕНЦІАЛ МІСТА – ХХIСТОЛІТТЯ»

СЕКЦІЯ «Електротехніка, електромеханіка та промислова автоматика»

М'язитів Рішат,

Учні 10 класу

загальноосвітньої установи

Середній загальноосвітній

Школи № 22 м. Сизрані

Науковий керівник: Антипова Наталія Юріївна

Вчитель фізики ОУ ЗОШ №22

Консультант: Антипова Наталія Юріївна

Вчитель фізики ОУ ЗОШ №22

Сизрань 2010 р.

Вступ_______________________________________________________________ 3

Матеріали та методи дослідження_________________________________________ 4

Регенерація гальванічних елементів _____________________________________ 5

Діагностика елементів __________________________________________________ 5

Зарядний пристрій для батареї «Крона» ___________________________________ 5

Результати дослідження _________________________________________________ 7

Висновок _____________________________________________________________ 8

Додатки ____________________________________________________________ 9

Використовувана література _________________________________________________ 12

Вступ

Питання повторного використання гальванічних елементів живлення марганцево-цинкової (МЦ) системи давно хвилювало любителів електроніки.Ідея відновлення розряджених гальванічних елементів не нова. Протягом багатьох років застосовувалися найрізноманітніші способи пожвавлення елементів: шприцювання водою, кип'ятіння, деформація склянки, зарядка різними струмами. В окремих випадках спостерігався сплеск електрорушійної сили (ЕРС) з подальшим її швидким згасанням. Очікуваної ємності елементи не набирали, а часом вони текли і навіть вибухали.

В даний час проблема, пов'язана з розрядкою гальванічних елементів, дуже актуальна, тому що в багатьох приладах, які оточують нас, вони використовуються. Наприклад: пульти дистанційного керування, дитячі електронні іграшки, всілякі засоби комунікації та зв'язку (мобільні телефони, рації тощо), годинник, переносні аудіоплеєри тощо. Також у зв'язку зі світовою фінансовою кризою можна легко заощадити на батарейках шляхом відновлення працездатності розряджених елементів шляхом їх заряджання.

Як Ви вже зрозуміли, ми пропонуємо сконструювати зарядний пристрій батареї типу «Крона».

Чому саме «Крона» спитаєте Ви. А просто тому, що вони найдорожчі з усіх гальванічних елементів, і, відповідно, економія буде значною.

При роботі ми використовували інформацію та схеми, представлені В.Богомоловим та Алімовим, що знаходяться на посиланнях:

відповідно.

В даний час відновлюють гальванічні елементи за допомогою спеціальних зарядних пристроїв (Додаток 1). Практично встановлено, що краще за інших піддаються регенерації найбільш поширені стаканчикові марганцево-цинкові елементи та батареї, такі, як 3336Л (КБС-Л-0,5), 3336Х (КБС-Х-0,7), 373, 336(Додаток 2) .

Матеріали та методи дослідження.

Мета дослідження у нашій роботі – всебічне, достовірне вивчення різних видів гальванічних елементів, акумуляторів, їх застосування у різних пристроях, максимальний час роботи до розрядки та можливі шляхи відновлення цих елементів за допомогою зарядних пристроїв. Вивчивши матеріал, ми вирішили самотужки сконструювати зарядний пристрій і з'ясувати його працездатність.

У своїй роботі ми використовували такі матеріали:

Понижуючий трансформатор

Діодний міст

Конденсатор

Вольтметр

З'єднувальні дроти

Для досягнення мети у роботі ми використовували методи емпіричного рівня: спостереження, вимірювання напруги на розрядженій батарейці, порівняння вимірюваної величини з максимальним значенням. Вимірювання напруги проводили за допомогою аналогового та цифрового вольтметрів.

Експериментально-теоретичний метод дозволив нам вивчити теорію про призначення та принципи роботи трансформатора, діода, конденсатора та застосувати теорію для практичної мети – ми сконструювали зарядний пристрій.

Регенерація гальванічних елементів

Процес зарядки повинен проводитися при цілком певному напрузі - 10-12 В. При меншій напрузі регенерація дуже затягується, елементи навіть після 8 ... 10-годинної зарядки не набирають половинної ємності. При більшому напрузі нерідкі випадки закипання елементів, і вони стають непридатними.

Для живлення малогабаритних транзисторних радіоприймачів часто використовують акумуляторні батареї типу 7Д-0.1, що є вторинними джерелами постійного струму. Початкова напруга нормально зарядженої батареї 7Д-0.1 близько 9 В. Батарея вважається розрядженою, якщо її напруга знизиться до 6,8-7 Ст.

Щоб акумуляторна батарея стала працездатною, її треба зарядити. Для цього через неї протягом 12-15 годин пропускають струм, сила якого чисельно дорівнює приблизно десятій частині її електричної ємності. При зарядці батареї електроди з'єднують з однойменними полюсами джерела постійного струму.

Діагностика елементів.

Перед тим, як проводити регенерацію гальванічних елементів, необхідно виконати їхню діагностику та з'ясувати, які елементи можна відновити, а які не придатні до регенерації. Сенс діагностики елементів полягає у визначенні здатності елемента "тримати" певне навантаження, наприклад у вигляді резистора опором 10 Ом. Для цього до елемента спочатку підключають вольтметр і вимірюють залишкову напругу, яка не повинна бути нижче 1В (елемент з меншою напругою однозначно непридатний до регенерації). Потім навантажують елемент на 1...2с. вказаним резистором. Якщо напруга елемента впаде лише на 0,2В, він придатний до регенерації. Діагностику виробляють за допомогою вольтметра.

Зарядний пристрій для батареї "Крона".

Питання повторного використання гальванічних елементів живлення марганцево-цинкової (МЦ) системи здавна хвилювало любителів електроніки та актуальне досі, особливо в умовах світової фінансової кризи, коли кожен, хто використовує гальванічні елементи, може легко заощадити на них шляхом відновлення працездатності розряджених елементів шляхом заряду.

Як Ви вже зрозуміли, в даній роботі йтиметься про виготовлення зарядного пристрою для гальванічних елементів, а саме для батареї «крона» напругою 9 В. Чому саме крона замислитеся Ви. А просто тому, що вона найдорожча з усіх гальванічних елементів і широко використовується в різних радіоприймачах, іграшках радіокерованих (Додаток 4).

Батарейка "Крона" (також PP3, E-Block) - типорозмір . Назва походить від марки, що випускалися в вугільно-марганцевих батарейок цього типорозміру «Крона ВЦ».

Технічні характеристики: розміри: 48,5 мм × 26,5 мм ×17,5 мм., н 9 ., типова лужної батареї 625 . (Додаток 3).

Батарея «Крона» має ємність (за паспортом) 0,5 А·год, реально (за рахунок саморозряду при зберіганні) у два – три рази менше. Внутрішній опір батареї "Крона" (порядок) 34 Ома.

Конструктивне виконання

Алимов І. Регенерація гальванічних елементів. - Радіо. 1972 №6

Іванов Б.С. Електронні саморобки.- М.: Просвітництво, 1993

Довідник радіоаматора-конструктора.- М.: Енергія, 1973

Сафонов О.А. Довідник школьника-радиолюбителя.- М.: Просвітництво, 1970

Про низьку ефективність заряду вже говорилося раніше. Однак якщо з тих чи інших обставин такий заряд бажаний, його треба проводити імпульсами різнополярного струму. Після імпульсом струму заряду повинен слідувати менший по амплітуді імпульс розрядного струму протилежної полярності. Такий режим легко створити за допомогою зарядного пристрою, схема якого представлена малюнку.

Асиметрія імпульсів струму заряду/розряду досягається за рахунок відмінності номіналів резисторів, послідовно включених з діодами, що мають зустрічне включення. Зрозуміло, залежно від типу елементів, що заряджаються (батарей), може варіюватися величина напруги на вторинній обмотці трансформатора і номінали резисторів. У середньому зарядний струм повинен бути помітно меншим, ніж струм розряду при експлуатації елементів. Час заряду повинен становити не менше 15-20 годин, причому заряд повинен забезпечувати енергію на 50% більшу за енергію розряду.

У жодному разі не можна заряджати гальванічні елементи, термін зберігання яких минув. Це може призвести до прискореного порушення герметичності корпусу і витікання їдкого електроліту. Взагалі прихильникам заряду гальванічних елементів варто прислухатися до сумнозвісної приказки - скупий платить двічі! При цьому вдруге значно більше, ніж у перший, бо, швидше за все, йому доведеться купувати заново вже не комплект елементів, а новий КПК замість загубленого.

Додаткові матеріали:

Портативний зарядний пристрій є одним із найкращих аксесуарів для мобільного телефону, на який ви можете витратити свої гроші. У цьому посібнику ми допоможемо вам вибрати Power Bank, який стане ідеальним…
Багато хто звикли називати iPhone культовим телефоном, якому все дарма. Ідеальний екран, ідеальний дизайн, ідеальний корпус - цей гаджет хіба що майбутнє не передбачає.
Якщо у вас є кілька пристроїв, таких як смартфон та планшет, може бути досить важко відслідковувати певні аспекти їхньої роботи. Наприклад, рівень заряду акумуляторів. Існують методи, що дозволяють прив'язати ваш Android.
Повербанки стають популярними, оскільки наші гаджети стають розумнішими та універсальними інструментами у повсякденному житті. Створені спеціально для різних типів комунікацій, таких як дзвінки, СМС, електронні листи та інші завдання.
Ви витратили пристойну суму грошей на смарт-годинник, а потім зіштовхнулися із проблемою швидкого розряду батареї на пристрої? Це проблема, з якою стикаються багато хто з нас із цими гаджетами. Ми всі…

Питання повторного використання гальванічних елементів живлення марганцево-цинкової (МЦ) системи давно хвилювало любителів електроніки. Протягом багатьох років застосовувалися найрізноманітніші способи пожвавлення елементів: шприцювання водою, кип'ятіння, деформація склянки, зарядка різними струмами. В окремих випадках спостерігався сплеск ЕРС з подальшим її швидким згасанням. Очікуваної ємності елементи не набирали, а часом вони текли і навіть вибухали.
Але інформація про роботи у цій галузі постійно з'являлася у технічній літературі. У потоці інформації понад два десятиліття тому промайнуло повідомлення про спосіб регенерації (відновлення) елементів, запропонований інженером І. Алімовим. Але, на жаль, цей спосіб не удостоївся уваги масового читача, оскільки не містив відомостей про раціональні струмові режими. З цієї ж причини зарядні пристрої, що з'явилися у продажу, були малоефективними, а часом просто непрацездатними.
Скориставшись ідеєю та запропонованою І. Алімовим схемою, автору цих рядків вдалося визначити оптимальні струмові режими регенерації, дослідити та розробити різні діагностичні пристрої. І регенерація стала можливою для більшості елементів. Вони часом знаходили ємність, дещо перевищує початкову.
Розроблені діагностичні пристрої, про деякі з яких йтиметься пізніше, дозволяють визначити придатність або непридатність елементів до регенерації незалежно від величини ЕРС елемента. І відновлювати потрібно елементи, а не батареї з них. Оскільки навіть один із послідовно з'єднаних елементів батареї, який став непридатним (розряджений нижче допустимого рівня) унеможливлює відновлення батареї. З цієї ж причини не слід заряджати ланцюжок елементів у послідовному з'єднанні, оскільки найгірший елемент спотворить і обмежить струмовий режим настільки, що регенерація виявиться або дуже затяжною або взагалі не буде.
Що стосується процесу зарядки, він повинен проводитись асиметричним струмом при цілком певній напрузі - 2,4...2,45В. При меншій напрузі регенерація дуже затягується, елементи навіть після 8...10-годинної зарядки не набирають половинної ємності. При більшому напрузі нерідкі випадки закипання елементів, і вони стають непридатними. З цих причин стає очевидним застосування з'єднувальних проводів між трансформатором і зарядними ланцюгами можливо більшого перерізу. Такими є коротко відправні моменти, які слід враховувати при розробці та виготовленні зарядних пристроїв.
А тепер про діагностику елементів. Сенс її полягає у визначенні здатності елемента "тримати" певне навантаження, наприклад, у вигляді резистора опором 10 Ом. Для цього до елемента спочатку підключають вольтметр і вимірюють залишкову напругу, яка не повинна бути нижче 1В (елемент з меншою напругою однозначно непридатний до регенерації). Потім навантажують елемент на 1...2с. вказаним резистором. Якщо напруга елемента впаде лише на 0,2В, він придатний до регенерації.
Якщо вольтметра немає, діагностичний пристрій можна виготовити за схемою, наведеною на рис. 1. У ньому індикатором служить світлодіод HL1, включений до колекторного ланцюга транзистора VT1 - на ньому зібраний електронний ключ. На вхід транзисторного каскаду подають (за допомогою щупів ХР1 і ХР2) напруга з гальванічного елемента, що перевіряється.
При допустимому залишковому напрузі елемента світлодіод яскраво спалахне. Коли буде натиснута (короткочасно!) кнопка SB1, яскравість світлодіода повинна впасти трохи, що свідчить про придатність елемента до регенерації. Якщо світлодіод не спалахне при підключенні елемента до пристрою або згасне при натисканні кнопки, такий елемент для регенерації не годиться.
Рис.2.
Резистори діагностичного пристрою - МЛТ-0,125, транзистор - будь-який із серії КТ315, джерело живлення - елемент 332 або 316. із мідної пластини. З корпусу виводять багатожильний монтажний провід в ізоляції з наконечником – щупом ХР2.
Перевіряючи елемент, його ставлять плюсовим виведенням на майданчик та торкаються щупом ХР2 мінусового виведення. Резистор R2 підбирають такого опору, щоб світлодіод при напрузі 1,2В і вище світився яскраво, при зниженні до 1В напруги його яскравість падала, а при меншій напрузі світіння зникало.
Рис.3.
При розробці зарядного пристрою, що постійно діє, вузол діагностики можна поєднати, наприклад, з блоком живлення (рис. 3). Щоправда, харчуватися вузол діагностики буде змінною напругою, що знімається з вторинної обмотки знижувального трансформатора Т1. Але світлодіод HL1 у разі грає роль напівпровідникового выпрямительного діода, що забезпечує однополупериодное напруга до роботи транзисторного каскаду.
Для обмеження яскравості світлодіода в емітерний ланцюг транзистора включено резистор R4 невеликого опору. Під час діагностики щуп ХР2 має з'єднуватися з плюсовим виведенням елемента, а ХРЗ – з мінусовим. У роз'єм XS1 вставляють вилку блоку регенерації, з яким познайомимося пізніше.
Найвідповідальніша деталь блоку живлення - трансформатор - адже напруга на його вторинній обмотці повинна бути строго в межах 2,4...2,45В незалежно від кількості підключених до неї як навантаження елементів, що регенеруються. Готового трансформатора з такою вихідною напругою знайти не вдасться, тому один з варіантів - пристосувати існуючий трансформатор потужністю не менше 3 Вт, намотавши на ньому додаткову вторинну обмотку на потрібну напругу. Провід повинен бути марки ПЕЛ або ПЕВ діаметром 0,8...1 мм.
Для цих цілей підійдуть уніфіковані вихідні трансформатори кадрової розгортки телевізорів (ТВК), у яких достатньо змотати вторинну обмотку і намотати тим самим проводом нову. Наприклад, для трансформатора ТВК-70, вторинна обмотка якого містить 190 витків, необхідно намотати у два дроти 55 витків.
Якщо є трансформатор ТВК-70 або ТВК-110 із 146 витками у вторинній обмотці, замість неї достатньо намотати теж у два дроти 33 витки. У ТВК-110А змотують усі 210 витків вторинної обмотки та розміщують замість неї 37 витків дроту діаметром 0,8 мм. Підійде і ТВК від старих лампових телевізорів, наприклад - "Темп - 6М" або "Темп-7М" і т.д., що містить 168 витків вторинної обмотки. Замість неї укладають у два дроти (у крайньому випадку, можна і в один) 33 витки.
Якщо ж варіант із готовим трансформатором неприйнятний, доведеться виготовити трансформатор самим. Для цього потрібно з наявної трансформаторної сталі (типів Ш, УШ, ШЛ і т. д.) набрати магнітопровід перетином сердечника близько 4 см 2 і намотати на магнітопровід обмотки трансформатора, попередньо розрахувавши їх кількість витків. Багато років автор користується найпростішими емпіричними формулами, що забезпечують порівняно високу точність розрахунку. Так, число витків первинної (мережевої) обмотки визначають за такою формулою:
W 1 = K * Uc / S, де:
W 1 - число витків первинної обмотки;
К - коефіцієнт, що враховує якість сталі та ККД трансформатора;
Uc – напруга мережі, 220В;
S - переріз магнітопроводу, см 2 .

Коефіцієнт До для крученої сталі беруть рівним 35, для сталі УШ - 40, для решти сталі - 50.
Число витків вторинної обмотки (W2) визначають за такою формулою:
W 2 = W 1 * 2,4/Uc.
Якщо при розрахунку вторинної обмотки вийде неціле число витків, його округлюють до більшого цілого числа і перераховують за цим значенням число витків первинної обмотки.
Діаметр дроту обмоток залежить від струму, що протікає по них. Визначити струм легко розподілом потужності трансформатора на напругу обмотки. А вже за таблицями довідників для заданого струму визначають діаметр дроту. Наприклад, для трансформатора потужністю 6 Вт первинну обмотку потрібно намотати дротом діаметром 0,14...0,2 мм, а вторинну - 1...1,2 мм.
Рис.4.
Трансформатор монтують на шасі з ізоляційного матеріалу, яке зверху прикривають кришкою (рис. 4) такого ж матеріалу. На стінці шасі роблять прорізи, за якими всередині шасі зміцнюють гнізда роз'єму XS1 з пружного матеріалу (латунь, бронза). Як і попередньої конструкції, на верхній панелі кришки розміщують деталі діагностичного пристрою.
Рис.5.
До блоку живлення підключають блок регенерації (рис. 5), розрахований на одночасне встановлення шести гальванічних елементів. Кожен з них виявляється з'єднаним з джерелом змінної напруги через ланцюжок з паралельно з'єднаних діода і конденсатора. Причому, в один напівперіод змінної напруги працюють діоди першої трійки елементів, в інший напівперіод - діоди другої трійки. Така міра дозволила досягти рівномірного навантаження трансформатора в обидва напівперіоди напруги.
Оскільки струм через діод протікає лише в один напівперіод, а через конденсатор - в обидва, виходить "фігурна" форма зарядного струму. В результаті відбувається "струшування" іонного руху в елементі, що сприятливо позначається на процесі регенерації (це стверджується авторським свідченням І. Алімова). Для візуального контролю роботи блоку регенерації у ньому встановлено світлодіод HL2.
Рис.6.
Конструкція блоку регенерації показано на рис. 6. На шасі розмірами 205 х 105 х 15 мм укріплені пружні контакти на відстані 30 мм один від одного. Навпроти контактів на куточку з ізоляційного матеріалу розташовані дві металеві планки (бажано мідні), що також виконують роль контактів.
Відстань між планками і пружними контактами повинна бути такою, щоб між ними входив елемент 373 і надійно утримувався. Для установки елементів 316, 332, 343 слід виготовити вставки з перехідними пружинами, які забезпечать з'єднання елемента з контактами блоку регенерації. На бічній стіні шасі розміщені планки з фольгованого склотекстоліту (або просто мідні смужки) - вилки роз'єму ХР4. На верхній панелі шасі розташований світлодіод HL2.
Як було зазначено вище, як розпочати регенерацію елементів, їх необхідно перевірити на діагностичному пристрої. З кількох відібраних для регенерації елементів бажано помітити найбільш розряджений, щоб стежити за його відновленням. Тривалість регенерації 4...6, а іноді і 8 год.
Періодично той чи інший елемент можна виймати з блоку регенерації та перевіряти на діагностичному пристрої. Ще краще стежити за допомогою вольтметра за напругою на елементах, що заряджаються. Як воно досягне 1,8...1,9В, регенерацію припиняють, інакше елемент може перезарядитися і вийти з ладу. Аналогічно надходять і у разі нагрівання будь-якого елемента.
І останнє. Не намагайтеся заряджати елементи, “забраковані” діагностичним пристроєм. Пам'ятайте, що напіврозряджені елементи, що особливо довго зберігалися в такому стані, зазвичай втрачають здатність до регенерації в результаті складних хімічних процесів, що відбуваються в електроліті і на електродах елементів. Деформація склянок, патьоки на них також свідчать про неможливість відновлення елементів.
Найкраще відновлюються елементи, які працювали в дитячих іграшках, якщо ставити їх на регенерацію відразу після розрядки. Причому такі елементи, особливо з цинковими склянками, допускають багаторазову регенерацію, дещо гірше поводяться сучасні елементи в металевому корпусі. У будь-якому разі головне – не допускати глибокої розрядки елемента та вчасно поставити його на регенерацію.

Проблема повторного використання гальванічних елементів живлення давно турбує любителів електроніки. У технічній літературі неодноразово публікувалися різні методи "пожвавлення" елементів, але, як правило, вони допомагали лише один раз, та й очікуваної ємності не давали.

В результаті експериментів вдалося визначити оптимальні струмові режими регенерації та розробити зарядні пристрої, придатні для більшості елементів. При цьому вони знаходили початкову ємність, а іноді й дещо перевищує її.

Відновлювати потрібно елементи, а не батареї з них, оскільки навіть один із послідовно з'єднаних елементів батареї, що став непридатним (розряджений нижче допустимого рівня) унеможливлює відновлення батареї.

Що стосується процесу зарядки, то вона повинна проводитись асиметричним струмом із напругою 2,4...2,45 В. При меншій напрузі регенерація дуже затягується і після 8...10 годинне набирають і половинної ємності. При більшому напрузі нерідкі випадки закипання елементів, і вони стають непридатними.

Перед початком зарядки елемента необхідно провести його діагностику, сенс якої полягає у визначенні здатності елемента витримувати певне навантаження. Для цього до елемента підключають спочатку вольтметр і вимірюють залишкову напругу, яка не повинна бути нижчою 1 В. (Елемент із меншою напругою непридатний до регенерації.) Потім навантажують елемент на 1...2 секундирезистором 10 Ом, і якщо напруга елемента впаде не більше ніж на 0,2 Ввін придатний до регенерації.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Електрична схема зарядного пристрою, наведена на Мал. 1(запропонував Б. І. Богомолов), розрахована на зарядку одночасно шести елементів ( G1...G6 типу 373, 316, 332, 343та інших аналогічних їм).

Мал. 1. Електрична схема зарядного пристрою з асиметричним струмом.

Найвідповідальнішою деталлю схеми є трансформатор Т1, так як напруга у вторинній обмотці у нього має бути строго в межах 2,4...2,45 Внезалежно від кількості підключених до нього як навантаження елементів, що регенеруються.

Якщо готового трансформатора з такою вихідною напругою знайти не вдасться, можна пристосувати вже наявний трансформатор потужністю не менше 3 Вт, намотавши на ньому додатково вторинну обмотку на потрібну напругу дротом марки ПЕЛабо ПЕВдіаметром 0,8.,.1,2 мм. З'єднувальні дроти між трансформатором і зарядними ланцюгами повинні бути можливо більшого перерізу.

Тривалість регенерації 4...5 , а іноді й 8:00. Періодично той чи інший елемент треба виймати з блоку і перевіряти його за методикою, наведеною вище для діагностики елементів, а можна стежити за допомогою вольтметра за напругою на елементах, що заряджаються, і, як тільки воно досягне 1,8...1,9 В, регенерацію припинити, інакше елемент може перезарядитись і вийти з ладу. Аналогічно надходять у разі нагрівання будь-якого елемента.

Найкраще відновлюються елементи, що працюють у дитячих іграшках, якщо ставити їх на регенерацію відразу після розряду. Причому такі елементи, особливо з скляними цинковими, допускають багаторазову регенерацію. Дещо гірше поводяться сучасні елементи в металевому корпусі.

У будь-якому випадку, головне для регенерації не допускати глибокого розряду елемента та вчасно ставити його на підзарядку, тому не поспішайте викидати відпрацьовані гальванічні елементи.

Друга схема ( Мал. 2) використовує той же принцип підзарядки елементів пульсуючим асиметричним електричним струмом. Вона запропонована С. Глазовим і простіше у виготовленні, тому що дозволяє використовувати будь-який трансформатор з обмоткою, що має напругу. 6,3 В. Лампа розжарювання HL1 (6,3 В; 0,22 А)виконує як сигнальні функції, а й обмежує зарядний струм елемента, і навіть оберігає трансформатор у разі коротких замикань в ланцюга зарядки.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Мал. 2. Електрична схема зарядного пристрою пульсуючим асиметричним електричним струмом.

Стабілітрон VD1типу КС119Аобмежує напругу заряду елемента. Він може бути замінений набором із послідовно включених діодів - двох кремнієвих та одного германієвого - з допустимим струмом не менше 100 мА. Діоди VD2і VD3- будь-які кремнієві з тим же допустимим середнім струмом, наприклад КД102А, КД212А.

Ємність конденсатора З 1- від 3 до 5 мкФна робочу напругу не менше 16В. Ланцюг з перемикача SA1та контрольних гнізд Х1, Х2для підключення вольтметра Резистор R1 - 10 Омта кнопка SB1служать для діагностики елемента G1та контролю його стану до та після регенерації.

Нормальному стану відповідає напруга щонайменше 1,4 Вта його зменшення при підключенні навантаження не більше ніж на 0,2 В.

Про ступінь зарядженості елемента можна судити з яскравості світіння лампи HL1. До підключення елемента вона світиться приблизно в півнакалу. При підключенні розрядженого елемента яскравість світіння помітно збільшується, а в кінці циклу заряджання підключення та вимкнення елемента майже не викликає зміни яскравості.

Під час заряджання елементів типу СЦ-30, СЦ-21та інших (для наручного годинника) необхідно послідовно з елементом включати резистор на 300...500 Ом. Елементи батареї типу 336 та інших заряджаються по черзі. Для доступу до кожного з них потрібно розкрити картонне денце батареї.

Мал. 3. Електрична схема зарядного пристрою для регенерації живлення.

Якщо потрібно відновити заряд лише в елементах живлення серії СЦ, схему для регенерації можна спростити, виключивши трансформатор ( Мал. 3).

Працює схема аналогічно наведеним вище. Зарядний струм ( I зар) елемента G1протікає через елементи VD1, R1в момент позитивної напівхвилі напруги мережі. Величина I зарзалежить від величини R1. У момент негативної напівхвилі діод VD1закритий і розряд йде ланцюгом VD2, R2. Співвідношення I зарі I розробрано 10:1 . У кожного типу елемента серії СЦсвоя ємність, але відомо, що величина зарядного струму повинна становити приблизно десяту частину електричної ємності елемента живлення. Наприклад, для СЦ-21- Місткість 38 мА-год (Iзар = 3,8 мА, Iразр = 0,38 мА), для СЦ-59- Місткість 30 мА-год (Iзар = 3 мА, Iразр = 0,3 мА). На схемі вказані номінали резисторів для регенерації елементів СЦ-59і СЦ-21, а інших типів їх легко визначити, скориставшись співвідношеннями: R1=220/2·lзap, R2=0,1·R1.

Встановлений у схемі стабілітрон VD3у роботі зарядного пристрою участі не бере, але виконує функцію захисного пристрою від ураження електричним струмом - при вимкненому елементі G1на контактах Х2, ХЗнапруга зможе зрости більше, ніж рівень стабілізації. Стабілітрон КС175підійде з будь-якою останньою літерою в позначенні або може бути замінений двома стабілітронами типу Д814А, включеними послідовно назустріч один одному ("плюс" до "плюсу"). Як діоди VD1, VD2підійдуть будь-які з робочою зворотною напругою не менше 400 В.

Мал. 4. Електрична схема пристрою для регенерації елементів живлення СЦ

Час регенерації елементів складає 6...10 годин. Відразу після регенерації напруга на елементі трохи перевищуватиме паспортну величину, але через кілька годин встановиться номінальна — 1,5 В.

Відновлювати таким чином елементи СЦвдається три-чотири рази, якщо їх ставити вчасно на підзарядку, не допускаючи повного розряду ( нижче 1В).
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Аналогічний принцип роботи має схема, показана на Мал. 4. Вона особливих пояснень не потребує.

Технічні характеристики: розміри: 48,5 мм × 26,5 мм ×17,5 мм., н 9 ., типова лужної батареї 625 . (Додаток 3).

Конструктивне виконання

Додаткові матеріали:

Свіжі записи