Автоматическое зарядное устройство с питанием не только от сети 220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Среди публикаций в радиолюбительской литературе нередко можно встретить описания электронных устройств и узлов, разработанных для зарядки аккумуляторов различного назначения от сети переменного тока 220 В.

Поистине этот поток схем неограничен и разнообразен. Однако в последнее время интерес радиолюбителей все больше вызывают зарядные устройства для различных аккумуляторных батарей, работающие от иных источников напряжения - автомобильные аккумуляторы, различные батареи (элементы питания) и персональный компьютер. С появлением на общедоступном рынке Ni-Mn и Ni-Cd портативных аккумуляторов, имеющих внешний вид сообразно элементам питания типа АА и AAA (пальчиковые батарейки различного диаметра и длины) с рабочим напряжением 1,2...1,4 В, потребность в устройствах зарядки данных аккумуляторов только возрастает.

Предлагаемые промышленностью электронные устройства зарядки можно уже везде приобрести, но их цена вряд ли удовлетворит начинающего радиолюбителя или того, кто способен сделать зарядное устройство своими руками. Тем более, что такое устройство не потребует дорогостоящих деталей, просто в повторении, сборке, надежно в эксплуатации (пожаро- и злектробезопасно) и потребует времени всего один вечер.

Самым простым устройством подзарядки аккумуляторов с напряжением 1,2...1,4 В является электрическая схема, приведенная на рис. 7.

Это устройство рассчитано на подключение к шине USB любого современного персонального компьютера (далее. ПК). Как известно, 4 контакта многофункционального порта USB имеют следующее назначение: два - соответственно питание "+" и "-" (5 В), два оставшиеся служат информационной шиной обмена данными с устройствами периферии. Соответственно схеме (на рис. 7) в данном случае используют только два контакта питания ±5 В.

С помощью данного устройства можно заряжать портативные АКБ током примерно 100 мА (в соответствии с указанным на схеме рис. 7) сопротивлением резистора R1. Поскольку различные пальчиковые аккумуляторы имеют разные энергоемкости, соответственно потребуется разное время для зарядки этих аккумуляторов. Так, аккумуляторы емкостью 1400 мА/ч с номинальным напряжением 1,2 В потребуется заряжать с помощью данной схемы примерно 14 часов подряд, а, например, другие аккумуляторы с тем же номинальным напряжением 1,2 В, но с энергоемкостью 700 мА/ч потребуется заряжать с помощью непрерывно работающего ПК всего 7 часов, т.е. в два раза меньше по времени. Здесь уместно помнить, что и отдача полезной энергии у различных типов аккумуляторов (АКБ) будет различной, главным образом, сопоставимой с энергоемкостью каждого конкретного АКБ.

Зарядной ток в данной схеме протекает по цепи R1 - VD1. Причем АКБ подключается через разъем или съемные контакты. Индикаторная цепь R2, HL1 введена в схему для наглядного представления о режиме работы зарядного устройства. Пока АКБ не подключен, светодиод HL1 не светится, как только зарядной ток в цепи имеет место (а это происходит при подключении нагрузки, т.е. GB1) начинает светиться индикаторный светодиод HL1. Он может быть любого типа и цвета, с током до 10 мА. Если в индикации состояния устройства нет необходимости а это не редкость, так как потребляемый ток в пределах 100 мА является безопасным для USB порта. ПК, к которому возможны подключения даже ультра ярких светодиодов и ламп локальной подсветки) - цепь R2, HL1 из схемы исключают. Зарядной ток можно корректировать изменением сопротивления резистора R1. Так, при указанных на схеме номиналах элементов, зарядной ток составит 100 мА, а при уменьшении сопротивления резистора R1 зарядной ток пропорционально увеличится.

По рассмотренному пути идут не только радиолюбители, но и многие производители промышленных зарядных устройств, в том числе зарубежных. На рис. 8. представлено зарядное устройство для АКБ типа AAA, работающее от порта USB ПК.

Электрическая схема данного устройства сопоставима по простоте и эффективности с представленной схемой зарядного устройства на рис. 7.

Другим, не менее важным вопросом, является зарядка портативных АКБ различного назначения постоянным током от автомобильных аккумуляторов с напряжением 12 и 24 В (последние актуальны для некоторых типов отечественных и зарубежных грузовых авто, например, Volvo FL7). Для этой цели используют различные зарядные устройства.

Для информации радиолюбителей

Заряжать портативные АКБ от автомобильных АКБ (когда номинальное напряжение портативных АКБ меньше, чем автомобильных) можно и напрямую, но такой метод чреват быстрым износом портативного АКБ, небезопасен, и может быть краткосрочно применим только в чрезвычайных обстоятельствах, в полевых (и аналогичных) условиях, в качестве исключения, когда иными способами зарядить портативный АКБ невозможно.

Лучше всего в такой ситуации пользоваться специальным зарядным устройством с регулируемым выходным током, электрическая схема которого представлена на рис. 9.

(нажмите для увеличения)

Эта схема широко применяется для подзарядки от АКБ автомобиля АКБ сотовых телефонов с номинальным напряжением 3,6...3,8 В, например, для сотовых телефонов семейства Motorola или Sony Ericsson.

Здесь следует учитывать разные разъемы для подключения сотовых телефонов к зарядному устройству, Как видно из схемы, в ней применен двухцветный индикаторный светодиод с общим катодом, который соответственно индицирует красным цветом, если АКБ сотового телефона разряжен (ток зарядки превышает 15 мА) и зеленым цветом, если АКБ сотового телефона полностью заряжен (ток зарядки менее 10 мА) или о том, что нагрузка (сотовый телефон) вообще не подключена.

При этом, если нагрузка на выходе зарядного устройства отсутствует, то выходное напряжение будет чуть больше номинального, то есть порядка 4,2...4,4 В. Оксидные конденсаторы С1, С3 сглаживают пульсации напряжения, в том случае, когда включен двигатель автомобиля.

Основа электрической схемы данного устройства взята из промышленного автомобильного зарядного устройства для телефонов семейства Motorola, а само устройство представлено на фото рис. 10.

Зарядные устройства для других типов сотовых телефонов созданы по аналогичному принципу.

Для самостоятельного изготовления зарядного устройства можно пойти и иным путем, собрав простую схему, представленную на рис. 11.

(нажмите для увеличения)

Это устройство заряжает Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-Mn (никель-марганцевые) аккумуляторы. Устройство способно работать как автономно (самостоятельно), так и в составе целой системы радиоаппаратуры, когда требуется источник бесперебойного питания (всегда готовый к употреблению запасной аккумулятор). В данном случае АКБ может быть постоянно подключена к зарядному устройству, независимо от того, используется ли АКБ для питания устройств нагрузки в данный момент или нет. Микросхема DA1 представляет собой популярный таймер К1006ВИ1, включенный как компаратор с двумя порогами включения нагрузки. Особенность данной микросхемы в ее мощном выходном каскаде, который позволяет выдавать на нагрузку максимальный ток до 300 мА.

Опорное пониженное напряжение для обоих компараторов (схем сравнения таймера К1006ВИ1) подается от источника опорного напряжения, реализованного на стабилитроне VD1. При этом на выходе микросхемы DA1 (вывод 3) может присутствовать напряжение в диапазоне 0...8,4 В - в зависимости от напряжения на двух пороговых входах (выводы 2 и 6 микросхемы DA1 соответственно). Напряжение на этих входах устанавливают переменными резисторами так, чтобы была задержка между появлением выходного напряжения на выводе 3 и его исчезновением (чтобы был гистерезис).

Налаживание

Для налаживания к выходу устройства подключают регулируемый источник постоянного напряжения. Устройство может заряжать портативные АКБ, как виде отдельных пальчиковых элементов, так и состоящих из батарей однотипных элементов, включенных последовательно. Переменный резистор R6 выполняет роль регулировки порога отключения зарядного устройства (по достижении АКБ полной емкости). С помощью него следует установить порог отключения 1,4 В (на один элемент АКБ типа АА или AAA - для других АКБ используют иное напряжение в соответствии с паспортными данными). Аналогичным образом регулируют сопротивление переменного резистора R4, в зависимости от которого включается режим зарядки. Порог включения зарядки должен быть примерно 1,1 В (если используют один элемент типа AAA).

Максимальный ток зарядного устройства определяется параметрами микросхемы DA1 и не может превышать 250 мА (так как присутствует ограничительный резистор R3).

Устройство можно дополнить усилителем тока и мощным выходным каскадом, тогда полезный ток зарядки увеличится, но это уже предмет другой статьи и предложение для радиолюбителей-новаторов.

В данном случае для заряда портативных АКБ малой емкости сопротивление резистора R3 выбирают таким, чтобы ток зарядки был не более 0,1 от номинальной емкости аккумулятора (указанной в паспортных данных АКБ или на его корпусе в А-ч). На практике сопротивление этого резистора может находится в широком диапазоне 15-510 Ом.

Диод VD2 предотвращает разряд АКБ через выходной каскад микросхемы DA1, когда зарядного тока нет, и на выводе 3 DA1 присутствует низкий уровень напряжения.

О деталях

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Стабилитрон VD1 типа КС456А, КС147А. Индикаторный светодиод - любой с током до 12мА. Свечение данного светодиода говорит о том, что зарядной ток отсутствует (нет контакта с нагрузкой - АКБ или аккумулятор полностью заряжен). Выпрямительный диод VD2 типа Д247, Д213 с любым буквенным индексом или аналогичный. Переменные резисторы R4, R6 многооборотные, например СП 1-49В. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный, предотвращает помехи (сглаживает пульсации по питанию), например, при работе двигателя автомобиля. Неполярные конденсаторы С2-С4 типа. КМ6 или аналогичные. Их роль - предотвращать влияние помех на работу микросхемы.

С помощью данного устройства, благодаря широкому диапазону регулировки выходного напряжения при токе до 300 мА, можно заряжать разные типы АКБ, то есть применять данное устройство универсально.

Автор: Кашкаров А.П.

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Новая микросхема синтезатора частоты CDCM7005 27.04.2005 Новая микросхема синтезатора частоты типа CDCM7005 от TEXAS INSTRUMENTS имеет систему очистки от дрожания фазы (джиттера), которая позволяет получать очень чистый сигнал. Фазовый шум составляет всего -219 дБ/Гц. Диапазон частот синтезатора до 2,2 ГГц. Микросхема работает с напряжением питания 3,3 В в диапазоне температур от -40 до +85С. Выпускается в корпусах BGA-64 и QFN-48.

Другие интересные новости:

▪ Дом на воде

▪ Микроб-реставратор

▪ Сверхвысокое давление новым способом

▪ Робособака Sony aibo нового поколения

▪ Нужен сканер для бутылок

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Вольфганг Менцель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как оценивалась юридически кража электроэнергии 100 лет назад? Подробный ответ

▪ статья Эксплуатация форсунок сушильного барабана. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Генератор для измерительного моста. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудесное превращение апельсина в яблоко. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025