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镍镉电池容量恢复器(一)

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:531

  镍镉电池电池是目前较常用的可充电电池,它具有内阻低、放电持久、可反复充电及价格适中等优点,但在使用过程中,如果电池经常过充电、过放电或充电不足,也会使其产生记忆效应,出现电池容量减小或充不进电现象。
  本例介绍的镍镉电池容量恢复器,可先对电池进行快速大电流充电,然后再大电流放电,反复充、放电几次,即能激活电池,消除记忆,从而延长其使用寿命。
  电路工作原理
  该镍镉电池容量恢复器电路由电源整流滤波电路、稳压电路、电压比较器、计数器和触发器等电路组成,如图5-133所示。

  电源整流滤波电路由熔断器fu、电源变压器t、整流桥堆ur和滤波电容器c1等组成。
  稳压电路由晶体管v1、v2、稳压二极管vs、三端稳压集成电路ic1和继电器k的常闭触头k1等组成。
  电压比较器电路由运算放大集成电路ic2、电阻器r5~r8二极管vd1、vd2和继电器k的常开触头k2、常闭触头k4组成。
  计数器电路由计数/分配器集成电路ic4和发光二极管vl1~vl4、电阻器r9、r1o、r14~r18、二极管vd3、电容器c2、c4等组成。
  触发器电路由双d触发器集成电路ic3和晶体管v3、继电器k、电阻器r12、r13、电容器c3等组成。
  将待激活电池与电池座上的a、b两点连接好后,接通电源开关s,交流220v电压经t降压、ur整流和c1滤波后分为3路:一路经ic1稳压为+5v后,作为ic2~1c4的工作电源;一路直接供给继电器k;另一路经r1、v1和vs组成的稳压电路稳压调整后,通过k的常闭触头k1加在电池gb上。
  在刚接通s时,计数器和触发器清零复位,电路进入初始状态,v1处于导通状态,v2和v3处于截止状态,继电器k不吸合,电池gb开始充电(充电电流为500ma)。当电池电压充到1.4v,电池的容量达到100%以上时,ic2内部运算放大器n1的正相输入端电压将高于反相输入端电压,其输出端输出高电平,vd1导通,为ic3的cp端(3脚)加上一个触发脉冲,ic3内部的触发器翻转,其q端 (1脚)输出高电平,使v3导通,k吸合,其常闭触头k1和k4断开,常开触头k2和k3接通,电池gb通过k3触头和电阻器r7放电 (放电电流为500ma),同时ic2内部运算放大器n2的反相输入端也随着电池的放电而由高电平逐渐变为低电平。
  当电池两端电压降至0.8v以下时,n2的输出端由低电平变为高电平,vd2导通,为ic3的cp端又加上一个触发脉冲,使ic3内部的触发器翻转,ic3的q端由高电平变为低电平,使v3截止,k释放,其k1和k4触头接通,k2和k3触头断开,电池gb开始第2次充电。
  在电池gb第1次充满电后放电的同时,gb上的电压通过k3触头和电容器c2、电阻器r1o(c2和r1o组成微分电路)在ic4的cp端 (14脚)产生第1个计数脉冲,计数器开始计数,ic4的y1端(2脚)输出高电平,y2~y4端均为低电平,将发光二极管vl1点亮。
  当电池第2次充满电后放电时,ic4的cp端产生第2个计数脉冲,ic4的y2端 (4脚)输出高电平,y1和y3、y4端均为低电平,vl2点亮。
  当电池第3次充满电后放电时,ic4的cp端产生第3个计数脉冲,ic4的y3端 (7脚)输出高电平,y1、y2和y4端均为低电平,vl3点亮。                                               当电池第4次充满电后,ic4的cp端产生第4个计数脉冲,ic4的y4端 (10脚)输出高电平y1~y3端均为低电平,二极管vd3导通,一方面点亮vl4,另一方面使计数器清零复位,同时还使晶体管v2导通,v3截止,此时电池gb既不充电也不放电。
  通过3次大电流的充电与放电,电池被激活,记忆效应消除 (电池容量基本上恢复并自动停在充满状态)。
  r4和r5用来调节n1和n2的参考电压。调整r4的阻值,使n1的反相输入端电压为+1.2v;调整r5的阻值,使n2的正相输入端电压为0.8v。
  元器件选择
  r1选用3w金属膜电阻器或线绕电阻器;r2、r3和r6、r8~r18均选用1/4w碳膜电阻器;r4和r5均选用小型密封式可变电阻器;r7选用5w线绕电阻器。
  c1选用耐压值大于16v的铝电解电容器;c2~c4均选用独石电容器。
  vd1~vd4均选用1n4148型硅开关二极管。
  vl1~vl4均选用φ5mm的普通发光二极管。
  vs选用1w、5.1v的稳压二极管。
  ur选用2oov、1a的整流桥堆。
  v1选用c8550型硅pnp晶体管;v选用s9013型硅npn晶体管;v3选用c8050型硅npn晶体管。
  ic1选用lm7805型三端稳压集成电路;ic2选用μa741型双运放集成电路;ic3选用cd4013型双d触发器集成电  k选用12v小型直流继电器 (4组触头)。
  fu选用0.5a、250v的熔断器。
  t选用1ow、二次电压为1ov的电源变压器。



  镍镉电池电池是目前较常用的可充电电池,它具有内阻低、放电持久、可反复充电及价格适中等优点,但在使用过程中,如果电池经常过充电、过放电或充电不足,也会使其产生记忆效应,出现电池容量减小或充不进电现象。
  本例介绍的镍镉电池容量恢复器,可先对电池进行快速大电流充电,然后再大电流放电,反复充、放电几次,即能激活电池,消除记忆,从而延长其使用寿命。
  电路工作原理
  该镍镉电池容量恢复器电路由电源整流滤波电路、稳压电路、电压比较器、计数器和触发器等电路组成,如图5-133所示。

  电源整流滤波电路由熔断器fu、电源变压器t、整流桥堆ur和滤波电容器c1等组成。
  稳压电路由晶体管v1、v2、稳压二极管vs、三端稳压集成电路ic1和继电器k的常闭触头k1等组成。
  电压比较器电路由运算放大集成电路ic2、电阻器r5~r8二极管vd1、vd2和继电器k的常开触头k2、常闭触头k4组成。
  计数器电路由计数/分配器集成电路ic4和发光二极管vl1~vl4、电阻器r9、r1o、r14~r18、二极管vd3、电容器c2、c4等组成。
  触发器电路由双d触发器集成电路ic3和晶体管v3、继电器k、电阻器r12、r13、电容器c3等组成。
  将待激活电池与电池座上的a、b两点连接好后,接通电源开关s,交流220v电压经t降压、ur整流和c1滤波后分为3路:一路经ic1稳压为+5v后,作为ic2~1c4的工作电源;一路直接供给继电器k;另一路经r1、v1和vs组成的稳压电路稳压调整后,通过k的常闭触头k1加在电池gb上。
  在刚接通s时,计数器和触发器清零复位,电路进入初始状态,v1处于导通状态,v2和v3处于截止状态,继电器k不吸合,电池gb开始充电(充电电流为500ma)。当电池电压充到1.4v,电池的容量达到100%以上时,ic2内部运算放大器n1的正相输入端电压将高于反相输入端电压,其输出端输出高电平,vd1导通,为ic3的cp端(3脚)加上一个触发脉冲,ic3内部的触发器翻转,其q端 (1脚)输出高电平,使v3导通,k吸合,其常闭触头k1和k4断开,常开触头k2和k3接通,电池gb通过k3触头和电阻器r7放电 (放电电流为500ma),同时ic2内部运算放大器n2的反相输入端也随着电池的放电而由高电平逐渐变为低电平。
  当电池两端电压降至0.8v以下时,n2的输出端由低电平变为高电平,vd2导通,为ic3的cp端又加上一个触发脉冲,使ic3内部的触发器翻转,ic3的q端由高电平变为低电平,使v3截止,k释放,其k1和k4触头接通,k2和k3触头断开,电池gb开始第2次充电。
  在电池gb第1次充满电后放电的同时,gb上的电压通过k3触头和电容器c2、电阻器r1o(c2和r1o组成微分电路)在ic4的cp端 (14脚)产生第1个计数脉冲,计数器开始计数,ic4的y1端(2脚)输出高电平,y2~y4端均为低电平,将发光二极管vl1点亮。
  当电池第2次充满电后放电时,ic4的cp端产生第2个计数脉冲,ic4的y2端 (4脚)输出高电平,y1和y3、y4端均为低电平,vl2点亮。
  当电池第3次充满电后放电时,ic4的cp端产生第3个计数脉冲,ic4的y3端 (7脚)输出高电平,y1、y2和y4端均为低电平,vl3点亮。                                               当电池第4次充满电后,ic4的cp端产生第4个计数脉冲,ic4的y4端 (10脚)输出高电平y1~y3端均为低电平,二极管vd3导通,一方面点亮vl4,另一方面使计数器清零复位,同时还使晶体管v2导通,v3截止,此时电池gb既不充电也不放电。
  通过3次大电流的充电与放电,电池被激活,记忆效应消除 (电池容量基本上恢复并自动停在充满状态)。
  r4和r5用来调节n1和n2的参考电压。调整r4的阻值,使n1的反相输入端电压为+1.2v;调整r5的阻值,使n2的正相输入端电压为0.8v。
  元器件选择
  r1选用3w金属膜电阻器或线绕电阻器;r2、r3和r6、r8~r18均选用1/4w碳膜电阻器;r4和r5均选用小型密封式可变电阻器;r7选用5w线绕电阻器。
  c1选用耐压值大于16v的铝电解电容器;c2~c4均选用独石电容器。
  vd1~vd4均选用1n4148型硅开关二极管。
  vl1~vl4均选用φ5mm的普通发光二极管。
  vs选用1w、5.1v的稳压二极管。
  ur选用2oov、1a的整流桥堆。
  v1选用c8550型硅pnp晶体管;v选用s9013型硅npn晶体管;v3选用c8050型硅npn晶体管。
  ic1选用lm7805型三端稳压集成电路;ic2选用μa741型双运放集成电路;ic3选用cd4013型双d触发器集成电  k选用12v小型直流继电器 (4组触头)。
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  t选用1ow、二次电压为1ov的电源变压器。



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