Индикатор-ограничитель зарядки аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

При одновременной зарядке нескольких последовательно включенных Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов типоразмера АА или ААА нередко возникает ситуация, когда некоторые из них еще не зарядились, а другие уже перезаряжаются. Обусловлено это тем, что реальная емкость аккумуляторов, особенно если они "не первой свежести", может существенно отличаться от номинальной и при зарядке одним током одни из них заряжаются быстрее других. Чтобы исключить такую ситуацию, можно собрать индикатор-ограничитель, который подключают параллельно каждому аккумулятору. Устройство предназначено для установки в простые ЗУ, в которых зарядка производится стабильным током и отсутствует контроль напряжения каждого аккумулятора или времени зарядки.

Схема устройства показана на рис. 1. Оно представляет собой повышающий преобразователь напряжения, нагруженный светодиодом, и собрано на специализированной микросхеме NCP1400ASN33T1 (NCP1400ASN50T1). Индикатор-ограничитель, подключенный параллельно заряжаемому аккумулятору G1, тока практически не потребляет, пока напряжение аккумулятора менее 1,42 В. Поэтому весь ток зарядки "идет в дело", т. е. заряжает аккумулятор. Когда напряжение превысит указанное выше значение, преобразователь включается, потребляемый им ток увеличивается, а зарядный ток существенно уменьшается, вплоть до нуля. Светодиод начинает светить, сигнализируя об окончании зарядки аккумулятора.

Рис. 1. Схема устройства

Стабилитрон VD1 защищает преобразователь от повышенного напряжения, которое может появиться, если аккумулятор не установлен, вышел из строя или из-за плохого контакта в держателе. Преобразователь включается, если напряжение на управляющем входе СЕ превысит 0,5...0,6 В. Оно поступает на этот вход через диоды VD2 и VD3, и его значение будет меньше на величину падения напряжения на них. Ток через эти диоды, а значит, и напряжение на них задает резистор R1, и его подборкой можно установить порог включения преобразователя напряжения. В данном случае установлено пороговое напряжение 1,42 В.

Ток, потребляемый преобразователем, превышает в 2,5...3 раза ток, протекающий через светодиод. Если применить светодиод белого цвета свечения, при напряжении 3,3 В ток через него будет зависеть в основном от его типа и, возможно, потребуется его подборка. Если, например, светодиод потребляет ток 20 мА, преобразователь будет потреблять ток около 50 мА. Именно на это значение и будет уменьшаться зарядный ток после включения преобразователя. Чтобы установить желаемый потребляемый ток, надо применить светодиод зеленого или желтого цвета свечения, включив последовательно с ним резистор R2. Подборкой этого резистора и устанавливают ток, потребляемый всем преобразователем. Можно применить светодиод красного цвета, но предварительно надо проверить, чтобы он не светил при напряжении 1,4 В, некоторые экземпляры на это способны.

Если применить малогабаритные элементы для поверхностного монтажа, печатная плата устройства будет небольшой. Ее чертеж показан на рис. 2. Она двухсторонняя. Через отверстия в плате контактные площадки с двух сторон соединены между собой. Светодиод, конденсатор и резистор R2 установлены на одной стороне, остальные элементы - на другой. Диоды CDLL4148 можно заменить выводными диодами серий КД521 и КД522. Стабилитрон - маломощный на напряжение стабилизации 3...3,3 В. Резисторы и конденсатор - для поверхностного монтажа типоразмера 0805 или 1206. Дроссель должен быть рассчитан на ток 200...250 мА, подойдут дроссели - LQY4N, LQN4N, SDR0703, или выводной серии ЕС24. Светодиод может быть любой, а поскольку ток через него достаточно большой, применение светодиода повышенной яркости свечения необязательно.

Рис. 2. Чертеж печатной платы устройства

Размещение элементов на плате показано на рис. 3. Дополнительный резистор R2 устанавливают со стороны установки светодиода, предварительно сделав разрез в печатном проводнике. Разрез и резистор R2 выделены на рис. 3 красным цветом. Внешний вид устройства показан на рис. 4.

Рис. 3. Размещение элементов на плате

Рис. 4. Внешний вид устройства

Такой индикатор-ограничитель удобно установить в ЗУ с током зарядки 60...80 мА (для аккумуляторов емкостью до 800 мА·ч). В этом случае после включения светодиода аккумулятор будет продолжать подзаряжаться в несколько раз меньшим током. Для увеличения потребляемого преобразователем тока на его выходе надо установить два или три светодиода, каждый со своим резистором.

Если в ЗУ зарядный ток 150...200 мА (для аккумуляторов емкостью до 1,5.2 А·ч), следует применить микросхему с выходным напряжением 5 В (NCP1400ASN50T1) и последовательно со светодиодом установить токоограничивающий резистор (все изменения для этого случая выделены на рис. 1 красным цветом). Подборкой этого резистора можно установить желаемый ток светодиода. При этом ток, потребляемый преобразователем, будет примерно в четыре раза больше. Возможно, придется применить более мощный светодиод или установить параллельно еще один-два светодиода, каждый со своим токоограничивающим резистором. Следует учесть, что импульс тока через дроссель может достигать 400 мА, поэтому он должен быть рассчитан на этот ток.

Необходимо отметить, что напряжение выключения преобразователя меньше напряжения включения примерно на 0,1 В. Если после включения преобразователя аккумулятор немного разрядится, преобразователь выключится и зарядка продолжится.

Налаживание сводится к подборке резисторов. На устройство подают напряжение 1,42 В и подборкой резистора R1 добиваются включения преобразователя. Сопротивление этого резистора не должно быть более 200 кОм, если получится больше, необходимо подобрать другие диоды VD2 и VD3. Порог включения контролируют несколько раз, подав на преобразователь напряжение 1,2 В и плавно увеличивая его до 1,5 В. При необходимости налаживание повторяют. Как изменить потребляемый преобразователем ток, было сказано выше.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Доля возобновляемых источников энергии растет 19.02.2022 Согласно обновленным данным Евростата, в 2020 году в Европейском союзе на долю возобновляемых источников энергии в среднем пришлось 23 % от общего объема энергии, использованной для отопления и охлаждения помещений. Использование источников ВИЭ для этих нужд в ЕС неуклонно растет. В 2004 году для отопления и охлаждения помещений на долю ВИЭ приходилось 12 % от потребленной энергии, а в 2019 году уже 22 %. Уровень и рост потребления энергии из возобновляемых источников для отопления и кондиционирования аналогичны тому, который наблюдается для сферы выработки ВИЭ в ЕС. В частности, в 2004 году на долю возобновляемых источников в ЕС пришлось 10 % от общей выработки энергии, а в 2020 году - 22 %. Среди государств-членов выделяется Швеция, где две трети энергии (66 %), используемой для отопления и охлаждения в 2020 году, было получено из возобновляемых источников - в основном из биомассы и тепловых насосов. Эстония и Финляндия (каждая - по 58 %), Латвия (57 %), Дания (51 %) и Литва (50 %) следуют примеру Швеции, где более половины энергии для отопления и кондиционирования поступает из возобновляемых источников. В Эстонии и Литве доля возобновляемых источников энергии в отоплении и охлаждении, соответственно, на 29 и 24 процентных пункта выше, чем общая доля ВИЭ в каждой из них. Это самая высокая разница среди всех стран ЕС. Где эти страны закупают излишки выработанной возобновляемыми источниками энергии на тепло и охлаждение, не уточняется. Также особняком идет Исландия, где ВИЭ для отопления и охлаждения используется на 80 % (в основном за счет геотермальной энергии). Наименьший вклад в отопление и охлаждение в ЕС возобновляемые источники вносят в Ирландии (6 %), Нидерландах и Бельгии (в каждой - по 8 %). При этом доля вырабатываемой в этих странах энергии из возобновляемых источников выше, соответственно, на 6 % и 5 %. Возможно в этом кроются те излишки ВИЭ или их часть, которые поставляются Эстонии и Литве для использования в сфере отопления и охлаждения помещений.

Другие интересные новости:

▪ Лифт в космос

▪ Самовосстанавливающийся материал высокой прочности

▪ Дроны автоматически вылетят к месту перестрелки

▪ Мясо из кукурузы

▪ Человека вычислят по радиоволнам

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Кровная обида. Крылатое выражение

▪ статья Какой металл может заболеть чумой? Подробный ответ

▪ статья Река Нил. Чудо природы

▪ статья Щуп-индикатор для логических сигналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета выпрыгивает из рюмки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025