Universele laadschakeling voor NC- en NiMH-accu s

G E B R U I K S A A N W I J Z I N G

Bestnr.:19 02 05

Universele laadschakeling voor NC- en NiMH-accu’s

Impressum

Omwille van het milieu 100% recyclingpapier

Alle rechten, ook vertalingen, voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een automatisch gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van CONRAD ELECTRONIC NEDERLAND BV. Nadruk, ook als uittreksel is niet toegestaan. Druk- en zetfouten voorbehouden. Deze gebruiksaanwijzing voldoet aan de technische eisen bij het in druk gaan. Wijzigingen in de techniek en uitvoering voorbehouden. © Copyright 1995 by CONRAD ELECTRONIC NEDERLAND BV Windmolenweg 42, 7548 BM Boekelo Internet: www.conrad.nl E-mail: [email protected]

Belangrijk! Beslist lezen!

Introductie

Deze gebruiksaanwijzing is een integraal onderdeel van dit product. Er staan belangrijke aanwijzingen in betreffende de ingebruikneming en het gebruik. Lees deze handleiding zorgvuldig door! Bij schades, die ontstaan door het niet in acht nemen van deze handleiding, vervalt het recht op garantie! Wij zijn niet aansprakelijk voor schades en letsel die daarvan het gevolg zijn.

Geachte klant,

Bewaar deze gebruiksaanwijzing zorgvuldig!

U dient zich beslist te houden aan de aanwijzingen betreffende de veiligheid en het gebruik.

Inhoudsopgave

Pagina

Algemeen

3

Laadprocedé

6

Stroombegrenzing door stroomweerstand

6

Evaluatie van de laadsluitspanning

6

Timer- principe

6

-∆U- laadprocédé

7

Blokschakelschema

8

Schakeling

9

Berekeningsvoorbeeld

13

Dimensioneringsvoorbeelden

14

Stuklijst

15

Opbouw

16

Conformiteitverklaring

18

2

Hartelijk dank voor het kopen van dit product. Lees deze gebruiksaanwijzing volledig en zorgvuldig door, voordat u deze universele laadschakeling in gebruik neemt.

Bij vragen kunt u zich wenden tot onze Technische dienst: Nederland 053 - 428 54 80 Ma - vr. 09:00 - 20:00 uur E-mail: [email protected]

Algemeen Universele Laadschakeling voor NC- en NiMH- accu's Een intelligent laadconcept met een speciaal accu- management- IC maakt het snelladen mogelijk van NC- accu's en van nikkel- metaalhydride cellen. Door een precies gedoseerde ladingtoevoer volgens het -∆U procédé wordt een overlading van de accu resp. van het accu- pack op betrouwbare wijze voorkomen. Accu's zijn in praktisch alle bereiken van het dagelijks leven te vinden en voorzien een groot aantal draagbare apparaten van elektrische energie. Of het nu gaat om een mobiele telefoon, om de consumentenelektronica (b.v. camcorder) of in elektragereedschap, overal zijn oplaadbare stroomvoorzieningconcepten te vinden. De levensduur van deze voor een deel zeer dure energieleveranciers hangt echter voor een gedeelte af van het onderhoud, d.w.z. in de eerste plaats van de laadprocedure. Simpele, goedkope opladers zijn meestal alleen voorzien van een voorweerstand voor de stroombegrenzing en dragen in geen geval bij tot een lange 3

levensduur van de energiebronnen. Deze opladers leveren gemiddeld slechts een stroom die overeenkomt met 1/10 tot 1/5 van de nominale capaciteit van de accu. De laadcyclus van een volledig ontladen accu duurt dientengevolge 7 tot 14 uur bij een laadfactor van 1,4, d.w.z. er wordt het 1,4-voudige van de nominale accucapaciteit geladen. Voor vaak gebruikte apparaten met een grote energiebehoefte is er dus vraag naar intelligente snellaad- concepten, die de accu in korte tijd exact op 100% van zijn capaciteit opladen en dan of op behoudlading omschakelen of de stroomtoevoer naar de "energieopslag" onderbreken. Vooral bij apparaten die vanwege een hoog energieverbruik slechts een relatief kort permanent gebruik mogelijk maken, zoals accuboormachines en -schroevendraaiers, graskantsnijders, camcorders of modelvoertuigen, speelt de snelle beschikbaarheid van de energiebron en derhalve een korte laadtijd een belangrijke rol. In de meeste op accu werkende apparaten worden tegenwoordig accupacks met 2 tot 10 in serie geschakelde cellen toegepast, die alleen als complete set geladen kunnen worden. Hier is het nu nodig de laadschakeling aan te passen aan het op dat moment aanwezige aantal cellen. Naast de miljoenen in gebruik zijnde NC- accu's worden er ook steeds meer de meer milieuvriendelijke NiMH-cellen (Nikkel- metaalhydride) toegepast. Deze accu's hebben bij gelijke omvang een ongeveer twee keer zo grote capaciteit als gebruikelijke NC- accu's, maar zijn zeer gevoelig voor overlading. Accusets met NiMH-cellen kunnen daarom ten opzichte van de gebruikelijke NC- accu's kleiner en handzamer worden. Een ander wezenlijk voordeel bij de NiMH-cellen ligt in de milieuvriendelijkheid, omdat ze geen cadmium bevatten, dat zeer schadelijk is voor het milieu. Bovendien is het bij NC- accu's gevreesde memory- effect bij de NiMH-cellen zo goed als niet aanwezig. Als nadelen moeten we de op dit moment ietwat hogere prijs en de hogere interne weerstand noemen. NiMH-cellen zijn daardoor minder geschikt voor elektragereedschappen, die hoge piekstromen nodig hebben. NC- en NiMH-cellen hebben dezelfde celspanning van 1,2 V en worden beide met constante stroom geladen. Omdat ook de laadcurves (spanningsverloop in de accu bij het laden) een gelijk verloop tonen, kan voor beide accutypes dezelfde oplader gebruikt worden, voor zover deze dan aan een paar wezenlijke criteria voldoet. Zoals al gezegd, reageren NiMH-cellen zeer gevoelig op overlading, zodat vooral bij snellading beslist een controle van de laadprocedure met zeer 4

strenge uitschakelcriteria noodzakelijk is. Terwijl er nog niet zo lang geleden omvangrijke opladers noodzakelijk waren voor het snelladen van nikkel- metaalhydride cellen, nu kan met de AccuManagement- IC TEA1101 van Philips een snellader met minimale externe schakeling gerealiseerd worden. De laadsturing van de TEA1101 werkt volgens het -∆U- procédé en is speciaal voor de zeer gevoelige NiMH- accu's geoptimaliseerd. Intelligent accu- mamagement- IC zorgt voor een exact gedoseerde laadtoevoer bij NC- en NiMH- accupacks Door een stroomloze registratie van de spanningswaarden worden spanningsverliezen binnen in de accu en op de aansluitkabels tussen aansluitklemmen en accu uitgeschakeld. Aansluitend worden de gemeten spanningswaarden chipintern met 12-bit resolutie gedigitaliseerd en digitaal gefilterd. De hoge resolutie van 12 bit maakt een zeer kleine -∆U registratie (minus Delta U registratie) van 0,25% mogelijk, zodat onmiddellijk na het spanningsmaximum bij 100% laadinhoud overgeschakeld wordt op pulsbehoudlading. Door de externe schakeling kan de -∆U registratie zelfs verhoogd worden tot 0,125%. De spanningsregistratie werkt in een groot bereik, zodat ook accupacks met verschillend aantal cellen zonder omschakeling van het bereik geladen kunnen worden. Na het detecteren van een -∆U van 0,25% schakelt de TEA over op impulsbehoudlading, waarbij de amplitude en de tastverhouding via de externe schakeling ingesteld kunnen worden. Als extra beschermende maatregelen staan er bij de TEA1101 een timer, een kortsluiting- en nullastcontrole alsmede het vooraf invoeren van een temperatuurvenster tot uw beschikking. De module beschikt zowel over een analoge uitgang voor het aansturen van een lineaire regelaar als over een PWM- (pulsbreedte- modulator) uitgang voor het aansturen van een schakelregelaar bij hoge laadstromen. Door de externe dimensionering kunnen willekeurige laadstromen ingesteld worden en daardoor kan de schakeling optimaal aan de individuele omstandigheden aangepast worden. Voor de rest is de TEA1101 opwaarts compatible met de TEA 1100, die op grond van een -∆U registratie van 0,5% alleen geschikt is voort het opladen van NC- accu's. 5

Laadprocédé De levensduur van NC- en NiMH- accu's hangt beslissend af van het onderhoud, en hier in het bijzonder van het toegepaste laadprocédé. Helaas bereiken tegenwoordig de meeste accu's vanwege ongeschikte laadprocédé's slechts ongeveer 30% van hun maximaal mogelijke levensduur. Omdat defecte accu's een aanzienlijke economische schade veroorzaken en het milieu onnodig belasten, is er behoefte aan intelligente laadconcepten. Wij willen hier kort uitleggen hoe het functieprincipe van de meest gebruikelijke tegenwoordig toegepaste laadmethodes werkt.

Stroombegrenzing door voorweerstand De meeste goedkope opladers beschikken helemaal niet over enige intelligentie en werken slechts met een met de accu in serie geschakelde voorweerstand voor de stroombegrenzing. Voor deze laadmethode is weliswaar geen elektronische poespas nodig, maar wordt de accu ook niet beschermd tegen overlading. Het gevolg: reeds na een paar laadcycli kan er onomkeerbare schade aan de accu toegebracht worden. Bovendien is deze laadmethode alleen toegestaan met geringe stromen tot maximaal 0,3 CA (0,3voudige van de nominale capaciteit) omdat anders de accu bij overlading door de extreem stijgende interne druk kan exploderen.

Evaluatie van de laadsluitspanning Omdat NC- en NiMH- cellen een negatieve temperatuurcoëfficient van ca. -4 mV/K bezitten, is de evaluatie van de laadsluitspanning slechts in een relatief beperkt temperatuurbereik mogelijk. Als via een uitgebreid temperatuurbereik de absolute waarde van de celspanning als uitschakelcriterium moet dienen, dan is een voor de temperatuur gecompenseerde spanningscontrole noodzakelijk.

accu niet mogelijk is, hangt de totale laadcyclus af van de laadtoestand van de accu. Voor toepassingen die een permanent klaar voor gebruik zijnde accu nodig maken, zoals b.v. mobiele telefoons, is deze manier van laden derhalve weinig geschikt.

-∆U laadprocédé Bij het -∆U - laadprocédé, waarmee ook onze laadschakeling werkt, wordt het spanningsmaximum van de laadcurve onafhankelijk van de absolute waarde van de spanning vastgesteld. Eerst stijgt bij het laden van de accu de celspanning continu. Vanaf 100% lading kan de cel de toegevoerde energie niet meer opslaan, en aan de positieve anode komt het tot vorming van zuurstofgas. Binnenin de accu ontstaat nu een overdruk. Omdat de energie niet meer opgenomen kan worden, leidt dit tot sterke opwarming. Gelijktijdig neemt bij een stijgende temperatuur de celspanning weer af. Afbeelding 1 laat het typische laadspanningverloop van een accu zien. De TEA 1101 meet nu in regelmatige stroomloze intervallen de celspanning en vergelijkt deze met de steeds daaraan voorafgaande opgeslagen meetwaarde. Zolang de actuele meetwaarde hoger ligt dan de voorgaande, wordt er voortdurend opgeslagen. Als er een lagere waarde optreedt, dan wordt gecontroleerd of de vastgelegde -∆U (bij de TEA 1101 0,25%) overschreden is. Bij meervoudige overschrijding van de vastgelegde criteria wordt er overgeschakeld op behoudlading. Dank zij de hoge resolutie van 12 bit en de daarmee verbonden precisie (-∆U = 0,25%) wordt een beschadiging van de zeer overlading- gevoelige NiMHcellen voorkomen.

Timerprincipe Een van de meest toepaste laadmethodes is het timerprincipe. De accu's worden voor de lading resp. snellading via een verbruiker zoals b.v. een Ohmse weerstand tot aan de ontlaadsluitspanning van 1 V per cel voorontladen. Daarna vindt de lading plaats van de accu resp. van het accupack met een constante stroom bij een exact voorgeschreven laadtijd. Het beslissende nadeel van dit procédé is, dat een eventueel nog in de accu aanwezige restenergie voor de lading omgezet wordt in warmte en aansluitend weer toegevoerd moet worden. Omdat het naladen van een gedeeltelijk ontladen 6

7

7 (UAC) van de chip. In het schakelblok -∆U- registratie vindt dan met een 12-bit resolutie de digitalisering, de digitale filtering, de tussenopslag en verschilberekening plaats. De -∆U- registratie op pin 7 werkt in een spanningsbereik van 0,385 V tot 3,85 volt. Bij meer dan 2 in serie geschakelde cellen dient er een overeenkomstige spanningsdeler voorgeschakeld te worden. De geïntegreerde oscillator van de TEA1101, die ook invloed heeft op de gezamenlijke systeemtijden, d.w.z. de maximale snellaadtijd, de herhaalfrequentie van de stroomimpulsen bij de behoudlading, de tijd tussen 2 aftastwaarden bij de -∆U- registratie enz., wordt op pin 13 met een condensator geschakeld. Door de invoer vooraf van een temperatuurvenster op pin 3 van de IC kan een schadelijke snellading bij de koude of te warme accu voorkomen worden. Als verdere beschermende functie staat er een timer ter beschikking, die de snellading onderbreekt na een van de oscillatorfrequentie en de op pin 8 (PR) ingestelde deelfactor afhankelijke tijd.

Schakeling Blokschakelschema Alle wezenlijke componenten, die voor het bouwen van een oplader volgens het principe van het negatieve spanningsverschil nodig zijn, bevinden zich in de 16-polige chipbehuizing van de TEA1101 van Philips (afb. 2). De werkspanning wordt via pin 12 naar de module gevoerd en mag tussen 5,65 en 11,5 V liggen. Een intern gegenereerde referentiespanning van 4,25 V wordt op pin 6 van de IC afgegeven. Voor de snel- en behoudlading staan op pin 10 en pin 11 twee van elkaar onafhankelijke stroombronnen ter beschikking, die elk extern met maar één weerstand uitgerust zijn. De werkelijke waarde van de laadstroom wordt op pin 5 van de module gemeten en via een foutversterker vergeleken met de waarde die het zou moeten zijn. Aan de kant van de uitgang levert de TEA1101 op pin 2 een analoog signaal voor het aansturen van een lineaire regelaar en op pin 1 een pulsbreedtegemoduleerd signaal voor een gepulste stroomregelaar (schakelregelaar). Een op de monitoruitgang (pin 15) aangesloten lichtdiode brandt continu bij snelladen, knippert bij behoudlading en is bij open uitgang uit. Het aftasten van de accuspanning geschiedt in stroomloze toestand op pin 8

U ziet de schakeling van de met de TEA1101 en slechts een paar externe componenten gerealiseerde lineaire regelaar voor gemiddelde prestaties in afbeelding 3. Door de dimensionering van slechts weinig passieve componenten kan de schakeling aangepast worden aan verschillende aantallen cellen en laadstromen. Een kleine netvoeding met transistor overlangs (T 1) en Z- diode (D 1) stabiliseert de voedingsspanning van de IC en maakt ook hogere spanningen dan 11,5 V mogelijk. Als de schakeling werkt op een spanning tussen 6 V en 11,5 V, dan kunnen de componenten R 1, D 1, C 1 en T 1 weggelaten worden, en de brug BR 2 wordt gesloten. De werkspanning wordt via ST 1 naar de schakeling geleid en de laadspanning via ST 2, steeds tegen massa (ST 3). De te laden accu resp. het accupack dient met de pluspool op ST 4 en met de minpool op ST 5 aangesloten te worden. De werkelijk vloeiende laadstroom wordt via de shuntweerstand R 4 gemeten en het resultaat wordt via R 5 meegedeeld aan de TEA1101 op pin 5. Via de analoge uitgang (pin 2) van de IC en de driver transistor T 3 vindt nu de sturing plaats van de met de vermogentransistor T 2 opgebouwde stroombron. D 2 voorkomt het ontladen van de accu bij het uitvallen van de spanning. De snellaadstroom is afhankelijk van de grootte van de shuntweerstand R 4 9

en ook van de weerstanden R 5 en R 8 en kan berekend worden via de formule ILaad = Vref • R5 R8 • R4 Vref wordt hierbij met 1,25 V begonnen. Om de maximale meetprecisie te gebruiken bij een gering prestatieverlies, moet op de shunt (R4) een spanning van 50 mV tot 200 mV afvallen. spanningsstabilisering

BR2 ST1 UB

stroomregelaar T2

R6 22

C2 100n ker

D3 1u 100V

laadcontrole

D2

Ibehoud = Vref • R5 x 0,1 R9 • R4 P Zonder R 9 stelt de amplitude van de stroomimpulsen zich in op de halve waarde van de snellaadstroom. Bij de plaatsing dient u er op te letten dat R 9 niet kleiner dan en niet meer dan twee keer zo groot gekozen wordt als R 8. Ook bij de berekening van de behoudlaadstroom wordt bij Vref met 1,25 V begonnen. De puls- pauze verhouding van de behoudlaadstroom wordt in acht genomen door 0,1/p. De deelfactor p van de interne voorverdeler voor de maat- en tijdsturing wordt ingesteld op pin 8 van de module via een draadbrug en kan 1,2 of 4 bedragen. Tabel 1 toont in dit verband de verhouding van snel- tot behoudlaadstroom afhankelijk van deelfactor p.

ST4 laadstroom->

1N4001

Shunt R4 0,33

15

C4

10n

*

RN

R_REF

A

6

B C

C6

BR3

8

100u 40V

Tabel 1: Verhouding snel- tot behoudlaadstroom afhankelijk van deelfactor P en R 9 P = BR 3

R9

1

B met C verbonden

R9=R8 R9=∞

10 : 1 20 : 1

2

Open

R9=R8 R9=∞

20 : 1 40 : 1

4

A met B verbonden

R9=R8 R9=∞

40 : 1 80 : 1

NTC

11

C3

VS

accupack

- U7 registratie

R11 100k

LED

SYNC

14

12

3

10

IB

TEA1101 OSC

PWM

VAC PR

C5 R8 27k

R5 2k7

R3 180

5

13

1

CP

LS

BC337

AO

4

9

GND

2

VP

IC1

T3

16

R2 1k

R10 *

*zie tekst

BD436

R9 27k

laadspanning

ST3

C1

LED

D1

ZPD8,2V 400mW

R1 10k

BR1

ST2

R7 1k8

T1 BC548

maar de rekenkundige gemiddelde waarde van de stroom beslissend. De rekenkundige gemiddelde waarde in de behoudlaadmode kan berekend worden met de volgende formule:

100n ker

ST5

Verhouding Ilaad/Ibehoud

Afbeelding 3: schakeling van de universeel toepasbare laadschakeling voor NC- und NiMH-accu's

Met een aan het betreffende aantal cellen aangepaste laadspanning wordt de verliescapaciteit op de laadregelaar (T 2) zo klein mogelijk gehouden. De behoudlaadstroom kan eveneens door externe dimensionering en wel volkomen onafhankelijk van de snellaadstroom ingesteld worden. Omdat het bij de TEA1101 om een impulsbehoudlading gaat, is niet de piekstroom, 10

11

Tabel 2: dimensionering van de spaningsdeler-weerstand R 10 afhankelijk van het aantal cellen Aantal cellen

R 10

Laadspanning

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10 kΩ 10 kΩ 39 kΩ 100 kΩ 150 kΩ 180 kΩ 220 kΩ 270 kΩ 330 kΩ 390 kΩ

3,6 V 5,2 V 6,8 V 8,4 V 10,0 V 11,6 V 13,2 V 14,8 V 16,4 V 18,0 V

De aanpassing van de accuspanning (aantal cellen) aan het ingangsspanningsbereik van de -∆U- registratie van 0,385 V tot 3,85 V wordt m.b.v. de spanningdelers R 10 en R 11 uitgevoerd. Als R 11 100 kΩ bedraagt, kan voor 1 tot 10 cellen de dimensionering van de weerstand R 10 uit tabel 2 afgelezen worden. Zoals reeds genoemd, bezit de TEA1101 een beschermende schakeling via een timer, die de snellaadmode na een door de oscillatorfrequentie vastgelegde tijd onderbreekt. De oscillatiefrequentie is afhankelijk van condensator C 4 en van weerstand R 8. Omdat R 8 ook de laadstroom beïnvloedt, wordt voor de aanpassing condensator C 4 dienovereenkomstig gedimensioneerd. De oscillatorfrequentie wordt berekend volgens de formule

Berekeningsvoorbeeld Als voorbeeld willen we nu een accupack, bestaande uit vier 500 mA- penlite cellen in ca. 2 uur opladen. Daartoe berekenen we eerst de benodigde snellaadstroom volgens de formule Ilaad = laadfactor •

C Tlaad

Als laadfactor wordt doorgaans voor NC- en NiMH- accu's 1,4 aangenomen, d.w.z. er moet de 1,4-voudige energie toegevoerd worden, die later weer afgenomen kan worden. Volgens de formule krijgen we dus een laadstroom van 1,4 • 500mAh = 350 mA 2h Als we bij de waardebepaling voor R 4 0,33Ω en voor R 8 27 kΩ inzetten, hoeft voor de benodigde laadstroom van 350 mA alleen nog R 5 bepaald te worden. R 5 = R 8 • R 4 • Ilaad 1,25 V

= 27 kΩ • 0,33 Ω • 350 mA = 2.494,8 Ω 1,25 V

We gebruiken hier de eerstvolgende waarde uit de E- 12- reeks, dus 2,7 kΩ. Voor 4 in serie geschakelde cellen wordt de weerstandswaarde voor de ingangsspanningsdeler van de -∆U- registratie volgens tabel 2 met 100 kΩingezet. Tabel 3: Waardebepalingvoorbeelden

TOSC = 0,93 • R 8 • C 4 en de maximale snellaadtijd volgt uit de formule Tmax = Tosc • 226 • p De -∆U- registratie kan verhoogd worden tot 0,125%, als in serie met R 10 een Z- diode geschakeld wordt, waaraan ongeveer dezelfde spanning als op R 10 afvalt. De weerstandswaarde van R 10 wordt dan gehalveerd.

12

Accu nom. cap.

Laadstroom

Laadtijd ca. 1 uur

Laadtijd ca. 2 uur

R4

Laadstroom

R5 R8

C4

D2

R4

Laadtijd ca. 3 uur R5

R8

C4

D2

Laadstroom

R4

R5

R8

C4

D2

500mA/h

700mA 0,2Ω 3k3 27k 1,8nF

1N4001 350mA

0,33Ω

2k7 27k

3,3nF 1N4001

230mA 0,33Ω 1k5

27k 4,7nF 1N4001

600mA/h 700mA/h 1100mA/h

840mA 0,2Ω 3k6 27k 1,8nF 980mA 0,1Ω 2k2 27k 1,8nF 1540mA 0,1Ω 3k3 27k 1,8nF

1N4001 420mA 1N4001 490mA 1N5401 770mA

0,33Ω 0,3Ω 0,2Ω

3k3 27k 3k6 27k 3k3 27k

3,3nF 1N4001 3,3nF 1N4001 3,3nF 1N4001

280mA 0,33Ω 1k8 330mA 0,33Ω 2k2 520mA 0,33Ω 3k6

27k 4,7nF 1N4001 27k 4,7nF 1N4001 27k 4,7nF 1N4001

R 9 = ∞ (vervalt bij deze waardebepaling; hoeft niet vervangen te worden); deelfactor P = 2 (BR 3 wordt niet gemonteerd)

Verder nemen we in ons voorbeeld aan, dat tussen snellaad- en behoudlaadstroom de verhouding 20 : 1 moet bedragen. Daartoe wordt dan weerstand R 9 gemonteerd, en de brug BR 3 blijft open (P = 2). De beschermende schakeling met timer moet zo uitgevoerd worden, dat er na ca. 3 uur van snel- op behoudlading overgeschakeld wordt. De benodigde waarde voor C 4 wordt berekend met de formule 13

C4=

Tmax = 10800 sec = 3,2 nF 0,93 • R 8 • P• 226 0,93 • 27kΩ • 2 • 226

Ook hier kiezen we de volgende normwaarde, dus 3,3 nF. Dit kleine voorbeeld heeft getoond, dat de met weinig gedoe opgebouwde laadschakeling door dimensionering snel en eenvoudig aangepast kan worden aan bijna elk accupack en laadstroom.

Dimensioneringsvoorbeelden Het laden van NC- en NiMH- cellen in het formaat AA (penlite) komt het meeste voor, zodat we in tabel 3 de waarden van de overeenkomstige componenten aangegeven hebben, en wel voor de laadtijden van 1, 2 en 3 uur. De benodigde waardebepaling van de spanningsdeler-weerstand R 10 voor 1 - 10 cellen met de bijbehorende laadspanning komt uit tabel 2.

Stuklijst: universele laadschakeling voor NC- en NiMH- accu's Weerstanden: 0,33Ω ........................................... R4 22Ω .............................................. R6 180Ω ............................................ R3 1kΩ .............................................. R2 1,8kΩ ........................................... R7 2,7kΩ ........................................... R5 10kΩ ............................................ R1 27kΩ ..................................... R8, R9 100kΩ ............................... R10, R11 Condensatoren: 3,3nF ........................................... C4 10nF ............................................ C3 100nF/ker ............................. C1, C5 1µF100V ..................................... C2 100µF/40V .................................. C6 Halfgeleiders: TEA1101 ................................... IC1 BC548 ......................................... T1 BC337 ......................................... T3 BD436 ......................................... T2 ZPD8,2V ..................................... D1 1N4001 ........................................ D2 LED, 3mm, rood.......................... D3

Aanzicht van de opgebouwde printplaat

14

Overig: 5 soldeerstiften met soldeeroog 1 koellichaam (staand) (dimensionering in overeenstemming met berekeningsvoorbeeld)

15

Opbouw Het opbouwen van deze kleine, universeel toepasbare schakeling is zeer eenvoudig en in een half uurtje gebeurd. Voor het monteren van de onderdelen staat u een printplaat met de afmetingen 57,5 mm x 53 mm ter beschikking. Hier worden eerst de draadbruggen en weerstanden volgens het toepassingsgeval gesoldeerd. Daarna volgen de Z- diode D1 en de beschermingsdiode D2, waarvan de kathodes steeds door een ring gekenmerkt zijn. Hierna volgen de beide foliecondensatoren C3, C4 en de keramische condensatoren C1 en C5. Terwijl de aansluitpootjes van de beide kleinsignaaltransistors T1 en T3 zo ver mogelijk door de desbetreffende openingen in de printplaat gestoken dienen te worden, wordt de vermogentransistor T2 eerst aan een U- koellichaam geschroefd en dan met voldoende tin gesoldeerd. Bij de beide elektrolytcondensatoren C2 en C6 dient u beslist op de juiste polariteit te letten. De 5 soldeerstiften met oogje moeten voor het solderen strak in de desbetreffende openingen van de printplaat geperst worden. Blijft alleen nog over de lichtdiode D3, die afhankelijk van de inbouw van de printplaat afgehoekt ingesoldeerd of met eenaderig geïsoleerde kabels verlengd wordt. Afhankelijk van de toepassing kan de voedingsspanning van de schakeling uit de laadspanning (BR 1 gesloten) plaatsvinden of gescheiden op ST 1 aangelegd worden. De van onderdelen voorziene printplaat is nu klaar voor inbouw in een gesloten behuizing samen met een stroomvoorziening, bestaande uit nettrafo, gelijkrichter en buffer- elco. Daarbij dient u te zorgen voor voldoende luchtcirculatie voor de koeling van de vermogenstroomregelaar. U dient zich te houden aan alle VDE- en veiligheidsvoorschriften.

16

Onderdelenschema van de universele laadschakeling voor NC- en NiMH-accu's

17

EU- Verklaring van conformiteit Voor het hieronder genoemde product

Universele laadschakeling voor NC- en NiMH- accu's wordt hierbij bevestigd, dat het aan de beschermingseisen voldoet, die in de richtlijn van de Raad voor Aanpassing van de Rechtsvoorschriften van de lidstaten voor de elektromagnetische verdraagzaamheid (89/336/EU) zijn vastgelegd. Deze verklaring geldt voor alle exemplaren, die volgens de desbetreffende fabricagedocumenten vervaardigd worden. Ter beoordeling van het certificaat betreffende de elektromagnetische verdraagzaamheid zijn de volgende normen aangehouden: EN 50081-1:1992 / EN 55022 EN 55014 EN 50082-1:1992 / IEC 801-2 (8kV AD) IEC 801-3 (3V/m ongew.) IEC 801-4 (1kV op netk. 0.5kV op signaall.) Deze verklaring wordt verantwoordelijk voor de fabrikant / importeur Elektronik-Literatur-Verlag GmbH 26789 Leer (BRD)

Aanwijzingen betreffende de werkomgeving in het kader van de EMVG De voor de beoordeling van het betreffende product relevante normen leggen limietwaarden vast voor het gebruik thuis, voor zakelijk en commercieel bereik alsmede in kleine bedrijven, waardoor het gebruik van dit product voor deze werkomgeving vastgelegd is. Hiertoe behoren de volgende, typische toepassingsplaatsen en ruimten: Huizen, woningen, kamers e.d.; Verkoopoppervlakken zoals winkels, supermarkten enz.; Zakelijke ruimten zoals kantoren, overheid, banken enz.; Amusementsbedrijven zoals bioscopen, café's, dancings enz.; Zich in de openlucht bevindende plekken zoals benzinestations, parkeerplaatsen, amusements- en sportparken enz.; Gebouwen voor kleine bedrijven en werkplaatsen, laboratoria, dienstencentra enz. Alle plaatsen waar dit product gebruikt kan worden, worden gekenmerkt door het feit dat ze aangesloten zijn op het openbare elektriciteitnet. Bij gebruik in een elektromagnetisch sterk gestoorde omgeving zoal b.v. de typische industriële omgeving, kunnen vooral problemen optreden door een niet voldoende storingsstabiliteit van het product.

afgegeven door Dipl. Ing. Lothar Schäfer Ontwikkelingsingenieur / EMV- gevolmachtigde

Leer, 05.01.1995

18

Lothar Schäfer (rechtsgeldige handtekening)

19