Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Разработанное автоматическое зарядное устройство (АЗУ) позволяет заряжать малогабаритные и пальчиковые аккумуляторы МР3-плееров. цифровых фотокамер, фонарей и т.д. от сети. Применение ею позволяет отказаться от нескольких зарядных устройств и производить полную разрядку аккумуляторов с целью устранения "эффекта памяти", которым обладают широко распространенные никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы. Зарядное устройство для аккумуляторов реализует патент РФ на полезную модель №49900 от 04.08.2006 г. Прототипом для него послужило зарядное устройство из [1].

Основные особенности автоматического зарядного устройства обеспечиваются применением интегральной микросхемы TL431 (регулируемого стабилитрона) и использованием генератора переменного тока на основе реактивного элемента (в данном варианте - конденсатора). Автоматическое зарядное устройство обеспечивает зарядку "пальчиковых" аккумуляторов типоразмеров AAA и АА стабильным током 155 мА от сети (220 8, 50 Гц). Оно может использоваться и при меньших значениях напряжения сети с пропорциональным уменьшением зарядного тока. Стабильность зарядного тока всецело определяется стабильностью рис.1 питающего  переменного напряжения. В начале заряда батареи аккумуляторов светится сигнальный светодиод, перед окончанием зарядки он начинает мигать, а затем полностью выключается. Зарядное устройство обеспечивает автоматическое снижение зарядного тока (не менее, чем на порядок) при достижении ЭДС заряженной батареи и световую индикацию этого режима.

В автономном режиме работы (без подключения к сети) производится автоматический разряд аккумулятора до напряжения около 0,6 В со световой индикацией процесса. При полностью заряженном аккумуляторе такой разряд начинается с тока примерно 200 мА.

Разряд всей батареи аккумуляторов нерационален, т.к. может усугублять не идентичность составляющих ее аккумуляторов.

Устройство содержит:

• токоограничивающие конденсаторы С1. С2;
• резисторы защиты R1, R2;
• мостовой выпрямитель VD1;
• цепи регулирования и индикации C3, R3. HL1, R4, R5, VD3, DA1, VS1, VT1;
• развязывающий диод VD2;
• цепи заряда R6. R7| C4, G81;
• цепи разряда К1. R8. HL2. SB1. GB1. Работает АЗУ следующим образом.

Конденсаторы С1 и С2 для переменного тока являются реактивными балластными сопротивлениями и за счет этого обеспечивают ток примерно 155 мА. Для разрядки конденсаторов после выключения устройства служит резистор R1, шунтирующий конденсаторы. Резистор R2 ограничивает амплитуду пускового тока при включении зарядного устройства и служит своеобразным предохранителем при возможном электрическом пробое конденсаторов С1 или С2. Выпрямляет переменный ток диодный мост VD1.

Схема зарядного устройства показана на рис.1.

Главным звеном цепи регулирования является микросхема управляемого стабилитрона DA1. Она "открывается" при стабильном напряжении 2,5 В на управляющем входе 1, обеспечивая включение симистора VS1. Управляющее напряжение для DA1 получается из напряжения батареи G81 на резистивном делителе R1-R2. Делитель настроен на заряд батареи из двух "пальчиковых" аккумуляторов. Конденсатор С4 фильтрует напряжение в цепи заряда и ограничивает его при переходных процессах заряда конденсаторов С1, С2 (например, при включении АЗУ без нагрузки).

При открывании VS1 весь ток заряда аккумуляторов замыкается через него, развязывающий диод VD2 закрывается, а мощность, потребляемая зарядным устройством от сети, уменьшается. Светодиод HL1 цепи индикации не светится, сигнализируя о заряженности аккумуляторов. Эти процессы повторяются в каждом полупериоде питающего напряжения, поэтому для гашения вспышек светодиода HL1 в начале полупериодов используется фильтр нижних частот R3-C3. Напряжение на C3 не успевает достичь напряжения свечения светодиода, а после срабатывания DA1 включается транзистор VT1, разряжающий конденсатор C3. Стабилитрон VD3 обеспечивает защиту от перенапряжений на входе цепи заряда (ограничивает напряжение на уровне 9 В), например, при неисправности DA1.

Цепь разряда позволяет полностью разряжать и даже в некоторых случаях восстанавливать Ni-Cd аккумуляторы, обеспечивая их работу без потери емкости за счет "эффекта памяти" [2]. В той же статье рекомендуется проводить такие операции для отдельных аккумуляторов примерно через 30 циклов работы. Отмечу, что и более распространенные в настоящее время Ni-MH (никель-металлогидридные) аккумуляторы обладают "эффектом памяти", ко в значительно меньшей степени.

Разряд производится для одного аккумулятора. Вместо второго аккумулятора на время разряда устанавливается его короткозамкнутый габаритный макет. Нажимается кнопка SB1, к аккумулятору подключается лампа HL2, и срабатывает реле К1, контакты которого блокируют кнопку Идет разряд аккумулятора. При напряжении на аккумуляторе около 0,6 В реле К1 размыкает свои контакты, и аккумулятор отключается от цепи разряда. Лампа HL2 обеспечивает индикацию разряда, а также способствует стабилизации разрядного тока. т.к. при уменьшении напряжения ее сопротивление падает.

В принципе, с помощью зарядного устройства можно зарядить и один полностью разряженный аккумулятор с использованием габаритного макета вместо второго. Для этого необходимо контролировать время зарядки t в соответствии с зависимостью: 1=0.011С. (час) где С - емкость аккумулятора (мА-час).

Например, необходимо зарядить аккумулятор емкостью 1000 мА час. Для этого его нужно подключить с помощью АЗУ к сети 220 В на время t=0,011 1000=11 (час). Автоматика и индикация АЗУ в этом случае не работают.

Зарядное устройство собрано в корпусе зарядного устройства от мобильного телефона "Samsung A300" (рис.2). В корпусе для облегчения теплового режима просверлены отверстия диаметром 3 мм. На одну из сторон корпуса через угловую вставку приклеена стандартная аккумуляторная кассета на два аккумулятора типоразмера АА (для размещения цепи разряда). Новый узел с радиокомпонентами установлен вместо старого, причем для светодиода HL1 используется уже готовое отверстие (диаметром 3 мм) в корпусе. Плата для этого узла выполнена из термопластичной пластмассы, например, винипласта. Радиокомпоненты либо приклеены к ней, либо их выводы вплавлены в плату. Все клеевые соединения в зарядном устройстве выполнены клеем 88НТ. Монтаж - навесной.

Самодельное реле К1 изготовлено на основе геркона КЭМ-2 (срабатывает при 15 А-виток). На корпус геркона надета полихлорвиниловая трубочка, на всю длину которой проводом ПЭЛ-1 00,12 мм намотана обмотка из 200 витков. Резистором R8 (рис. 1) подбирается напряжение отпускания реле К1 в пределах 0,6...1 В.

В зарядном устройстве применены резисторы типа МПТ-0,125 (R1. R2 - МЛТ-0,25). пленочные конденсаторы К73-17 на 250 В (С1. С2). оксидные импортные конденсаторы на 10 В (C3, С4), бесцокольная миниатюрная пампа накаливания 3 В/0,1 А и яркий красный светодиод диаметром 3 мм. В устройстве могут быть использованы практически любые кремниевые маломощные транзисторы общего применения.

Найти тиристор с управлением по анодному p-n-переходу мне не удалось, поэтому применил симистор фирмы Motorola (VS1). Он может быть с успехом заменен транзисторным эквивалентом (рис.3). Замена экспериментально проверена.

Правильно собранное из исправных радиокомпонентов зарядное устройство требует только настройки напряжения срабатывания DA1 с помощью резистора R6. Резистор отключают от плюсовой шины и от отдельного источника подают постоянное напряжение 2.9 В на делитель R6-R7 (рис. 1). С установленной батареей аккумуляторов зарядное устройство подключают к сети и подбирают сопротивление R6 так, чтобы начала срабатывать микросхема DA1 (контролируют по свечению светодиода HL1 или с помощью осциллографа). После этого включают R6 на место и окончательно собирают конструкцию.

Элементы C3. R4. VD3 и VT1 можно удалить из схемы без изменения электрических характеристик зарядного устройства. т.к. они повышают лишь его надежность и удобство эксплуатации (обеспечивается лучшая сигнализация окончания зарядки аккумуляторов). Возможно исключение и конденсатора С2. При это немного уменьшится ток заряда.

Это универсальное зарядное устройство. Мой вариант зарядного устройства успешно эксплуатируется уже более года, в том числе, использовался как зарядное устройство для телефона. Для этого в него введены необходимые цепи. Для зарядки меньших аккумуляторов, типоразмера AAA, применяются простейшие переходники, обеспечивающие их контактирование в зарядном устройстве. Кроме того, как уже говорилось, необходим короткозамкнутый габаритный макет аккумулятора типоразмера АА для работы с одним аккумулятором.

Внимание! Электрические цепи зарядного устройства связаны с сетью 220 В! При эксплуатации зарядного устройства необходимо исключить касание токоведущих цепей!

Литература

1. С.Бирюков. Зарядное устройство с "регулируемым" стабилитроном. - Радио. 2003. №3. С.57.
2. Б.Степанов. Продлим "жизнь" Ni-Cd-аккумуляторов. - Радио, 2006. №5.

Автор: В.Густков, г.Самара

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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Геймеры принимают решения быстрее и точнее 18.07.2022 Американские нейробиологи из Университета штата Джорджия собрали группу из 47 молодых людей, 28 из которых часто играли в видеоигры, а остальные 19 - крайне редко или никогда. Участников поместили в аппарат МРТ с зеркалом внутри, на котором отражался экран с движущимися точками. Добровольцы должны были нажимать кнопку правой или левой рукой, соответствующую движению точки. Иногда точка останавливалась - и в этом случае участник не должен был нажимать кнопку вовсе. Ученые выяснили, что любители видеоигр выполняли задание быстрее и точнее остальных. Более того, последующий анализ сканирования мозга показал явные различия, связанные с повышенной активностью определенных участков мозга геймеров. Между скоростью и точностью ответа не было разницы. Любители игр лучше справлялись и с тем, и с другим. По мнению исследователей, в будущем компьютерные игры могут использоваться в качестве инструмента когнитивной тренировки принятия решений на основе визуального восприятия.

Другие интересные новости:

▪ Долгожители в фокусе внимания

▪ MWC 2015: гарнитура-очки виртуальной реальности HTC Vive

▪ Новые источники питания для светодиодных применений

▪ Роботы трудятся внутри людей

▪ Биометрические приставки-сканеры для смартфонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Ходить с фонарем Диогена. Крылатое выражение

▪ статья На каком континенте был распространен особый культовый статус людей третьего пола? Подробный ответ

▪ статья Контроль за охраной труда

▪ статья Эксплуатация аккумуляторов Д-0,1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бурятские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026