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:

Чтение меняет работу мозга 15.11.2026

Чтение книг традиционно считается одним из наиболее доступных способов развития интеллекта, расширения словарного запаса и тренировки воображения. Однако современные исследования показывают, что его значение может выходить далеко за пределы образования. Привычка читать ради удовольствия связана с особенностями строения головного мозга, улучшением внимания и памяти, эмоциональным благополучием и сохранением когнитивных способностей в пожилом возрасте. К таким выводам пришли специалисты Кембриджского университета, проанализировавшие результаты научных работ, посвященных влиянию чтения на психическое здоровье и функционирование мозга на разных этапах жизни. Авторами новой публикации стали профессор психиатрии Барбара Сахакян (Barbara J. Sahakian), исследовательница Кристель Лэнгли (Christelle Langley) из Кембриджского университета и Вики Перрин (Vicki Perrin), представляющая британскую организацию The Queen's Reading Room. Особое внимание они уделили масштабному исследованию развития д ...>>

Керосиновый гель для ракет 15.11.2026

Разработка эффективных и безопасных видов топлива остается одной из важнейших задач современной космонавтики. Жидкие горючие смеси обеспечивают возможность точного регулирования тяги ракетных двигателей, однако их хранение и транспортировка сопровождаются определенными техническими сложностями. В условиях движения космического аппарата топливо может перемещаться внутри баков, создавая дополнительные нагрузки на систему управления. Исследователи из канадского Университета Конкордия предложили необычное решение этой проблемы, разработав горючий материал на основе керосина, способный сохранять консистенцию геля в состоянии покоя и становиться текучим при механическом воздействии или нагревании. Авторами новой технологии стали Прана&#769;й Мудалиар (Pranay Mudaliar) и Джерин Джон (Jerin John), доцент кафедры машиностроения, промышленной и аэрокосмической инженерии Университета Конкордия в Монреале. Работа получила поддержку Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Ка ...>>

Новый вид магнетизма обнаружен в теллуриде марганца 14.11.2026

На протяжении десятилетий ученые изучали магнитные свойства материалов, опираясь преимущественно на два фундаментальных типа магнитного упорядочения: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Однако некоторые вещества демонстрировали необычное поведение, которое не удавалось полностью объяснить в рамках этой классификации. Международная группа исследователей под руководством специалистов Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получила новые убедительные экспериментальные доказательства существования третьего типа магнитного порядка, получившего название "альтермагнетизм". Ключевым объектом исследования стал теллурид марганца с химической формулой MnTe, который долгое время считался обычным антиферромагнетиком. Чтобы изучить его необычные свойства, специалисты использовали мощное рентгеновское оборудование Европейского центра синхротронного излучения (ESRF), расположенного во французском Гренобле. Эксперименты проводились на специализированной исследовател ...>>

Случайная новость из Архива Гель из молочного белка помогает с алкогольной интоксикацией 10.05.2024 Проблема алкогольной интоксикации и ее последствий остается актуальной в современном мире. Недавние исследования, проведенные международной группой ученых, привели к созданию инновационного геля, который обещает эффективно справиться с этой проблемой. Открытие в области медицины может значительно улучшить процесс восстановления от алкогольного отравления. Международная группа ученых разработала гель на основе молочного белка, который оказался эффективным в борьбе с алкогольной интоксикацией у лабораторных мышей. Кроме того, этот гель снижает токсическое воздействие алкоголя на внутренние органы. Ученые надеются, что это новое средство станет эффективным способом борьбы с последствиями алкогольного отравления у людей. Для создания геля-антидота ученые использовали нановолокна сывороточного белка, известного как бета-лактоглобулин, и соединили их с частицами железа, чтобы воспроизвести структуру фермента, ответственного за расщепление этанола. Группа мышей, имеющая неограниченный доступ к алкоголю в течение 10 дней, получала этот гель в пищу. Уровень алкоголя в крови мышей уменьшился на 55 процентов всего через 5 часов после приема геля. Также было отмечено значительное снижение уровня ацетальдегида - вредного продукта распада алкоголя. В другой части эксперимента группа мышей получала как алкоголь, так и гель-антидот. Ученые обнаружили, что состояние их внутренних органов почти не отличалось от состояния органов мышей, не потреблявших алкоголь. Ученые считают, что структура геля имитирует фермент, который помогает организму расщеплять алкоголь до менее токсичных продуктов. Это может быть эффективным способом предотвратить вредные последствия алкогольного употребления. Исследователи надеются, что после успешных испытаний на людях, этот гель станет доступным и эффективным средством для борьбы с алкогольной интоксикацией, а также поможет людям с алкогольной зависимостью. Открытие нового геля на основе молочного белка открывает новые перспективы в лечении алкогольной интоксикации. Этот прорыв может привести к улучшению здоровья людей, страдающих от последствий чрезмерного употребления алкоголя, и стать важным инструментом в борьбе с алкогольной зависимостью.

Другие интересные новости:

▪ Устройство для борьбы с порнографией

▪ Невидимая метка

▪ Гибкий аккумулятор

▪ 8 ГБ модули мобильной памяти LPDDR4 от Samsung

▪ Игровой OLED-монитор LG ltraGear 48GQ900

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Генрих Манн. Знаменитые афоризмы

▪ статья Когда мы перестаем расти? Подробный ответ

▪ статья Мирт. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Эжекторная электростанция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микросхемы. Стабилизатор напряжения 1158ЕНхх. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026