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:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива Обновленная линейка SSD Mushkin 14.01.2019 Компания Mushkin представила обновленную линейку твердотельных накопителей. Список новинок открывает флагманский накопитель Pilot-E типоразмера M.2 2280, построенный контроллере Silicon Motion SM2262EN и 64-слойной флэш-памяти 3D TLC NAND производства Micron. Он оснащен интерфейсом PCIe x4 и поддерживает протокол NVMe 1.3. Устройство демонстрирует скорости последовательного чтения и записи до 3300 МБ/с и 2500 МБ/с соответственно. Эти SSD будут доступны объемом от 250 ГБ до 2 ТБ. Модель Helix-L также поддерживает NVMe, но в этой модели используется контроллер Silicon Motion SM2263XT, работающий без кэш-памяти DRAM, и 96-слойная флэш-память 3D TLC NAND производства Micron. Эта модель объемом 250, 500 и 1 ТБ предлагает скорости чтения до 1700 МБ/с и записи до 1500 МБ/с. По словам производителя, она будет дешевле. Накопитель Mushkin Source 2 оснащен интерфейсом SATA 6 Гбит/с. В нем используется контроллер Silicon Motion SM2259 и 96-слойная флэш-память 3D TLC NAND производства Micron. Для этой модели заявлены максимальные скорости последовательного чтения и записи 560 МБ/с и 520 МБ/с соответственно. Она станет доступна во втором квартале 2019 года в вариантах объемом 120 ГБ, 250 ГБ, 500 ГБ и 1 ТБ. В корпусе внешнего накопителя Carbon находится SSD на контроллере Silicon Motion SM2263XT. В этом устройстве объемом 500 ГБ или 1 ТБ памяти используется флэш-память 3D TLC NAND, а для подключения к хосту служит интерфейс USB 3.1 Gen 2, сигналы которого выведены на разъем USB Type-C. Скорость передачи данных достигает 1000 МБ/с, производительность - 115 000 IOPS (чтение) и 88 000 IOPS (запись). Модель Carbon Z100 также сделана внешней, но оснащена интерфейсом Thunderbolt 3. В ней используется контроллер Silicon Motion SM2262EN и от 250 ГБ до 2 ТБ 64-слойной флэш-памяти TLC NAND. Скорость последовательного чтения достигает 2210 МБ/с, последовательной записи - 1355 МБ/с. Максимальная производительность равна 263 000 и 180 000 IOPS соответственно.

Другие интересные новости:

▪ Вода не менее ценна, чем нефть или газ

▪ Электричество превращается в газ

▪ Оптоволокно со скоростью передачи данных до 255 Тбит/с

▪ Мобильные сети 5G

▪ Небесная рыба

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Подготовка и повышение квалификации инженерно-технических работников для соблюдения нормативных требований по безопасности труда. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья У кого слишком короткая память? Подробный ответ

▪ статья Чесночница черешчатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья О ремонте микроЭВМ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Проблема завязывания узлов. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026