Plaatbatterijlader (voor o.a. Philips BX439B) (Algemeen)

door gerard , Zeist, 16.05.2008, 17:13 (6035 dagen geleden)

Voor het forum heb ik een paar vragen over het ontwerp van een batterijlader voor 90V batterijen.

Vorige week schreef ik over een batterijradio met lelijke vochtplek. Die is er helaas (nog) niet uit, maar elektrisch is het toestel inmiddels geheel in orde. Het speelt bijzonder goed met mooi diep geluid.
Het BX439B toestel is gemaakt met batterijbuisjes uit de "96" serie, wat zo'n beetje de zuinigste serie ooit is geweest. Het Philips buizenradioboek schrijft dat de DL96 in ieder geval de meest efficiente buis ooit was: je kunt 'm zo instellen dat het totale verbruik ongeveer 600mW is (plaat plus gloeibatterij!), en het afgegeven vermogen 200mW, zodat 1/3 van de opgenomen energie in de speaker terecht komt.
Wat men in dit toestel voor elkaar heeft gekregen is nog verbluffender, want de complete radio met acht buizen, waaronder een afstemoog en een balansuitgang, gebruikt in totaal 1W energie! (Als je 'm heel hard laat spelen iets meer.)

Mijn plaatbatterij is een serieketen van 10 oplaadbare 9V batterijen. Met een capaciteit van 160mAh voeden die de radio ongeveer 20 uur. (Twee paralelle AA cellen van 2200mA elk voeden de gloeidraden ook ongeveer zo lang.) Maar na een paar dagen tuinweer zijn die batterijen leeg... Ik heb een oplader waar twee batterijen tegelijk inkunnen, maar die moeten daar (met laadstroom 11mA) bijna een etmaal in voor ze vol zijn, en dat vijf keer achter elkaar! Ik moet bijna een week laden voor ik weer kan luisteren! Dat moet beter kunnen.

Kan ik niet van oude zooi die ik toch heb liggen een oplader knutselen waarmee de 10 batterijen als een geheel, in serie kunnen worden opgeladen?

Mijn eerste vraag is: kun je wel zoveel batterijen in serie steeds opladen en ontladen? Want, wat gebeurt er als de batterijen niet helemaal gelijk ontladen zijn. Kan dan bij het laden het probleem optreden dat een van de cellen overladen wordt?

Mijn ontwerp moet ongeveer een constante laadstroom geven door de batterij en daarom wil ik naar een wat hogere spanning en de batterij aansluiten via een weerstand; dit geeft het idee van een stroombron.

• De trafo komt natuurlijk uit een sloopradio, op de gloeiwikkeling kan ik dan mooi een signaallampje kwijt.
  
• Gelijkrichting is met dubbeltjesdiodes D1 en D2, en stel dat de spanning op C1 dan ongeveer 290V is.
  
• In gedachten ga ik de batterij opladen van 50 naar 90V, zodat de spanning over R1+R2 (dropper) afneemt van 240 naar 200V. Door de weerstanden elk 11k te kiezen krijg ik dus een vrij constante stroom van 10mA. Zelfs bij een compleet lege batterij of kortsluiting van de laadklemmen wordt de stroom nooit hoger dan 13mA.
  
• C1 zorgt ervoor dat er redelijk continu geladen wordt, niet alleen tijdens de gedeelten van de fase waarin de spanning boven de batterijspanning uit komt.
  
• C2 is mogelijk overbodig maar er zitten toch meestal 2 afdelingen in een elco. Misschien is het zelfs veiliger om C2 weg te laten, en C1 te verkleinen naar 8uF?
  
• R3 is een bleeder die ervoor zorgt dat als de batterij wordt losgekoppeld en de spanning uitgezet, de condensatoren ontladen.
  
• De zenerdiode voorkomt dat de spanning over de batterijen te hoog wordt: als de batterij hoger dan 100V komt gaat de stroom door de zenerdiode en de LED geeft dan aan dat de batterij vol genoeg is. Is 9mA genoeg voor een LED?
  
• Is dit ontwerp veilig? De laadklem wil je niet aanraken... maar de spanning is begrensd op 100V door de zener, en de stroom op 13mA door R1 en R2. De aansluiting van een 90V batterij kun je beter sowieso niet aanraken! Op de kast komt natuurlijk te staan: alleen aanzetten als een batterij is aangesloten.
  
• Op welke plaats kan een zekering worden opgenomen?
  
• Als ik de lader uitzet maar de batterij laat zitten, gaat de batterij zich weer ontladen via de bleeder. Kan ik dat beter voorkomen door tussen R2 en de batterij nog een diode op te nemen?
  
• Zijn er nog leuk uitbreidingen of verbeteringen denkbaar?