Автоматическое зарядное устройство с питанием не только от сети 220 вольт. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

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

Бесплатная техническая библиотека

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.

Автоматическое зарядное устройство с питанием не только от сети 220 вольт

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.

Автоматическое зарядное устройство с питанием не только от сети 220 вольт

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.

Автоматическое зарядное устройство с питанием не только от сети 220 вольт

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:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Графен становится сверхпроводником 31.03.2014

Американские физики обнаружили, что графен можно превратить в сверхпроводящую материю, изучая свойства "бутербродов" из одноатомных слоев углерода и кальция, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"При помощи новой методики мы впервые смогли продемонстрировать, как электроны в слоях графена в этом "бутерброде" объединяются в куперовские пары, что обеспечивает сверхпроводимость, а также раскрыть роль слоев кальция. Теперь можно говорить о том, что мы полностью понимаем то, как зарождается сверхпроводимость в этом материале", - заявил Джонатан Собота из Стэнфордского университета (США).

Собота и его коллеги заявили, что им удалось раскрыть секрет сверхпроводимости для графена и найти методики воплощения его на практике, изучив структуру "бутерброда" из графена и сверхтонких листов кальция при помощи синхротронного излучателя SSRL в составе Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Стэнфорде.

Как отмечают авторы статьи, физикам всего мира хорошо известно, что "бутерброды" из графена и кальция обладают сверхпроводящими свойствами, уже около 10 лет. В последние годы ученые пытались воспроизвести это свойство в "чистом" графене и в других материалах, что не удавалось из-за отсутствия понимания того, как возникает эта сверхпроводимость.

Группа Соботы решила эту проблему, "просветив" кусочки из листов графита и кальция при помощи рентгеновского излучения, что помогло им понять, как двигаются электроны внутри "бутерброда" и как образуются так называемые "куперовские пары", обеспечивающие сверхпроводимость.

По словам исследователей, ведущую роль в формировании этих пар занимает графен, а кальций играет вспомогательные роли. Ученые утверждают, что собранные ими данные помогут создать сверхпроводящий графен уже в ближайшем будущем, что позволит разработать сверхбыстрые транзисторы и квантовые вычислительные устройства на его основе.

Другие интересные новости:

▪ 2004 год глазами Intel

▪ Спутниковая группировка из 1600 аппаратов

▪ Топологический лазер

▪ Гаджеты без аккумуляторов

▪ Система охлаждения Deepcool Gammaxx 400 EX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Общая теория статистики. Конспект лекции

▪ статья Почему не у всех деревьев есть годичные кольца? Подробный ответ

▪ статья Фенхель обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения