航模动力电池外场恒流补电器
学 生: 李伟凡
指导老师:
一,动力电池外场补电的重要性(实用性)
市场上的充电电池充电器种类繁多,但适合于中小学电动航模外场使用的充电器很难寻觅.本作品介绍一款在外场使用的充电电池恒流补电器,它特别适用于电动模型竟速,耐久,电动空模自由飞,遥控航模留空等比赛项目.其构思基于充电电池特性而产生,充电电池电量充满后一旦脱离充电器,充电电池峰值电压将会大幅度跌落,其中包括电池故自放电所起的负面作用.一般情况,充电电池峰值电压(电量)这一部分爆发性较大的宝贵能量常常被忽略.如果能充分,有效地利用这一部分能量,可以使电动飞机一出手就迅速爬高,抢占先机,待电池电压跌落到通常状态时,你的飞机已经高高在上,接下来如何操作航模不必多说.
长期以来充电电池在使用方面存在着一定误区,常见问题主要表现有:
1,没有在了解和深刻认识充电电池特性上下工夫,加上长期使用充电效果非常低下的普通整流电源作为充电器,充电电池的性能已经受到严重影响;
2,许多学校或学生一味盲目地追求购买和使用大容量充电电池.实际上,无论是训练还是参加比赛,就现实来说充电电池容量大小已经不是主要问题,关键是否在正确使用方面下功夫;
3,常见的典型做法是头天晚上在室内给电池充好电,第二天就直接用于参加比赛.
以上种种做法,在电动航模比赛中一般很难取得突出成绩.
参加航模比赛,取得好成绩才是硬道理.通过实践和总结,要想获得领先的成绩就应该做到:首先是充电电池本身性能要好,航模各方面性能决不能存在先天不足(当然电动航模必须经过一定的技术改造),否则优势难以得到发挥;其次是要按照比赛规则和教练老师的要求刻苦规范训练;三是坚持使用有助于发挥镍镉,镍氢充电电池优越性能的恒流充电技术制作的充电器;四是最核心工作即在赛前使用恒流补电器对充电电池进行补充电.
补电器在外场可以有效改善或弥补电池自放电等现象而造成电池峰值电压大幅度跌落的状况.补电器究竟有什么作用和效果,补电器如何制作,如何正确使用,且看下面讨论的内容.
二,补电器的创新点
1,补电器的供电电源电压适应范围宽,适用供电电源性质(电池)范围广.换句话就是:在外场可以使用电量不多的4节普通电池为8节及8节以下动力电池进行补充电;
2,补电器不怕供电电源极性接反,补电器充电输出端口不怕短路;
3,适用于1—8节×2组(1.2—9.6V×2组)镍镉或镍氢充电电池补电;
4,对于长期使用简易充电器或普通整流电源作为充电器,致使充电电池"早衰"或者性能低下的充电电池有一定的修复作用;
5,如果你有耐心,在整流电源支持下可作为室内高性能恒流充电器使用.
三,设计方案
为了降低成本,方便制作,电路设计采用简捷的免调试电路,并且选用常见元器件.
充分考虑外场使用方便的要求,在电路设计上,要求补电器供电电源电压适应范围宽,供电电源性质范围广的要求(即:只要有电,就可以作为供电电源给动力电池进行补电!).为了克服旧电池电量少和产生恒流必须损失3.5V压降的现实,采取先升压(DC/DC),后采用有利于发挥镍镉,镍氢充电电池优越性能的恒流充电技术方案.
四,工作原理
补电器工作原理方框图
五,元器件选择及制作要点
一 恒流补电器元器件的名称及主要参数见附录1.
二 元器件制作说明与电路调试
1,补电状态指示:D3～D6分别串入A,B恒流输出回路中,将发光管分别跨接在D3,D4和D5,D6之间(利用2只硅二极管1.6V正向压降),当A端口或B端口接入负载时,发光管D7或D8就会被点亮指示工作状态.若在外场为节省电能也可将D3～D6和发光二级管省略.
2,电感制作:铁氧体磁芯选用型号为E I25,舌截面尺寸6.5mm×6.5mm,用8—10股Ф0.29～0.31mm漆包线在骨架上平绕32—35圈,或用环形铁氧体(磁环),用Ф0.8mm漆包线穿饶42～45圈.制作完成后,用电工胶带捆扎,再用504环氧胶或用A,B胶浸封加固.
3,散热器:考虑到塑料盒空间较小,市场上无尺寸适合LM317的散热器,故每组选用如附图所示3只可焊式散热器并接,每组分别用1枚 Ф3×30mm的螺杆紧固在一起,6个散热器的焊脚焊在PCB电路板的相应焊盘上.
4,防止供电电源极性接反电路:肖特基二极管D1接入可以实现电源极性接反问题.若能保证电源极性正确联接,D1可省去不用,直接用导线接通,这样有利于外场省电节能,提高供电电源的转换效率.

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