Зарядное устройство малогабаритного Li-ion аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Как известно, интегральные стабилизаторы напряжения (ИСН) с регулируемым выходным напряжением К142ЕН3 и К142ЕН4 имеют встроенную систему защиты от перегрева и перегрузки по току и допускают включение и выключение внешним сигналом (подробную информацию о них можно найти в статье Ю. Игнатьева "Микросхемы К142ЕН3 и К142ЕН4", опубликованной в "Радио", 1986, № 4-6). Высокая стабильность выходного напряжения позволяет применять эти ИСН, например, в устройствах зарядки малогабаритных Li-ion аккумуляторов.

Рис. 1

Схема возможного варианта такого устройства показана на рис. 1. Микросхема К142ЕН3 (DA1) включена по типовой схеме. Резистор R4, предназначенный для ограничения максимального тока нагрузки узлом встроенной защиты ИСН, задает ток зарядки 125 мА до момента, когда напряжение на аккумуляторе достигает заданного делителем R6-R8 значения 4,2 В. Далее ток начинает уменьшаться, и когда он становится равным 12,5 мА, зарядка прекращается.

Для выключения зарядки используется вход (вывод 6) включения/выключения ИСН DA1. Его состоянием управляет узел на элементах VT1, VD1, R1-R3. В начале зарядки напряжение на резисторе R2 находится в интервале 0,75...0,85 В (зависит от типа диода VD1) и транзистор VT1 открыт. На выводе 6 относительно вывода 8 - низкий уровень напряжения (около -0,7 В), поэтому микросхема DA1 включена и аккумулятор G1 заряжается. Светодиод HL1 ярко светит. В конце зарядки, по мере уменьшения тока, диод VD1 закрывается и напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT1 определяется зарядным током, текущим через резистор R2. Когда он уменьшается, как сказано выше, до 12,5 мА, падения напряжения на этом резисторе становится недостаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии и он закрывается. Входным напряжением, поступающим на вывод 6 через резистор R1, микросхема DA1 выключается и зарядка прекращается, о чем свидетельствует резкое снижение яркости свечения светодиода HL1, вплоть до погасания.

Диод VD1 ограничивает падение напряжения на резисторе R2 во время зарядки, обеспечивая тем самым на выводе 6 безопасный для микросхемы уровень отрицательного (по отношению к выводу 8) напряжения, а VD2 отключает светодиод от заряженного аккумулятора по окончании зарядки. Конденсатор С2 обеспечивает включение устройства при подаче питания.

Авторский вариант устройства рассчитан на зарядку малогабаритного литий-полимерного аккумулятора LP052030 (фирмы ЕЕМВ) номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 0,25 Ач. Ввиду малого тока зарядки теплоотвод для микросхемы К142ЕН3 не потребовался. Все детали размещены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.

Рис. 2

Резисторы - любые малогабаритные указанной на схеме мощности рассеяния, конденсатор C3 - керамический КМ, остальные - оксидные импортные, транзистор VT1 - любой маломощный структуры n-p-n со статическим коэффициентом передачи тока базы h_21э не менее 200. Микросхема DA1 установлена на стороне печатных проводников, остальные детали - на противоположной стороне. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Чтобы не повредить печатные проводники многократной пайкой, подборные резисторы R2, R4 и R8 при налаживании рекомендую припаивать не к печатным проводникам, а к временно припаянным к ним стойкам из луженого провода диаметром 0,5...0,8 мм.

Рис. 3

В устройстве применимы микросхемы К142ЕН3 и К142ЕН4 (в металлокерамическом корпусе) с любым буквенным индексом. Можно использовать и КР142ЕН3, КР142ЕН4 (в пластмассовом корпусе), изменив соответствующим образом трассировку печатных проводников на плате.

Ток зарядки можно увеличить до 1 А. Для этого, конечно, придется уменьшить сопротивление резисторов R2, R4, заменить более мощным диод VD1, а микросхему установить на теплоотвод. Для уменьшения влияния на стабильность порога выключения диод следует выбирать с максимально допустимым током, близким к начальному току зарядки.

В качестве источника питания подойдет любой, обеспечивающий требуемый ток зарядки при выходном напряжении 9...11 В (большее значение соответствует току зарядки 1 А). Необходимость повышения входного напряжения обусловлена увеличением падения напряжения на регулирующем элементе стабилизатора К142ЕН3, К142ЕН4. При использовании источника на основе понижающего трансформатора и выпрямительного моста необходимо установить на его выходе сглаживающий конденсатор емкостью 1000...10000 мкФ при токе зарядки 0,1.1 А соответственно.

Налаживают устройство в такой последовательности. Не подключая аккумулятор, соединяют проволочной перемычкой выводы 6 и 8 микросхемы DA1 и, подав на вход напряжение питания, подбором резистора R8 устанавливают на конденсаторе C4 напряжение 4,2 В (допускаемое отклонение - не более ±25 мВ). Для облегчения этой операции можно временно заменить резистор R8 включенным реостатом подстроечным (сопротивлением 22...33 кОм). Добившись с его помощью напряжения, близкого к требуемому, измеряют сопротивление введенной в цепь части резистора, отбирают из имеющихся в распоряжении постоянные резисторы близкого сопротивления и устанавливают на плату тот, при подключении которого выходное напряжение не выходит за указанные выше пределы. Оставлять в устройстве подстроечный резистор вместо подобранного постоянного не рекомендую из-за недостаточной стабильности сопротивления между движком и резистивным элементом большинства типов доступных подстроечных резисторов.

Далее присоединяют разряженный аккумулятор с подключенным последовательно с ним (проводами минимально возможной длины!) амперметром и подборкой резистора R4 устанавливают ток зарядки, равный 0,5 С (С - емкость аккумулятора, в нашем случае - 0,25 А ч). После этого удаляют проволочную перемычку между выводами микросхемы и ставят аккумулятор на зарядку. В ее конце, когда зарядный ток уменьшится до 0,05 С, подборкой резистора R2 (по резкому, почти полному погасанию светодиода HL1) добиваются выключения микросхемы.

Автор: С. Глибин

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:

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 Суперпрочный синтетический паутинный шелк 31.10.2024 Международная команда ученых разработала уникальный синтетический шелк, вдохновленный паутиной пауков, который может быть применен для заживления ран. Полученный с использованием микроорганизмов, этот искусственный паучий шелк оказался не только исключительно прочным и биосовместимым, но и эффективным для лечения кожных повреждений, что открывает перед медициной новые перспективы в создании высококачественных бинтов и других заживляющих материалов. Паучий шелк считается одним из самых прочных природных материалов: его нити при таком же диаметре прочнее стали. Однако природный шелк сложно добывать в нужных объемах из-за агрессивного поведения пауков, которые не уживаются в тесной среде и могут проявлять каннибализм. Поэтому ученые давно ищут методы искусственного создания аналогов паучьего шелка. В основе нового подхода к получению синтетического шелка лежит генная инженерия. Команда исследователей под руководством Бинбин Гао решила изменить структуру белков паучьего шелка и создать стабильную форму этого материала с помощью микроорганизмов. Ученые столкнулись с трудностями: белки шелка склонны к слипанию, что мешает их эффективному производству. Решение было найдено в добавлении пептидов, которые предотвращают сцепление белков и создают упорядоченную структуру, характерную для натурального паучьего шелка. В лабораторных условиях белки шелка производились микроорганизмами, а затем проходили процесс прядения, напоминающий естественное формирование паутины. С помощью 3D-принтера и специального устройства с тонкими полыми иглами белковый раствор вытягивался в нити, которые объединялись в прочные волокна. Таким образом, технология создавала "искусственного паука", который плел прочную и стабильную синтетическую паутину. Следующим этапом исследования стало создание прототипов повязок для лечения ран из нового шелка. Их протестировали на мышах с хроническими ранами, вызванными диабетом, и остеоартритом. В повязки добавляли лекарственные препараты, что способствовало улучшению результатов заживления. Спустя две недели лечения у мышей с остеоартритом заметно снизился отек и улучшилась структура тканей. У подопытных с диабетом через 16 дней также наблюдалось значительное заживление ран. Ключевые качества синтетического паучьего шелка - это его высокая биосовместимость и способность к биоразложению, что делает его безопасным для применения в медицинской практике. Такой материал можно будет использовать для создания повязок, которые будут не только прочными и безопасными для кожи, но и удобными для нанесения лекарственных препаратов. Перспективы применения искусственного паучьего шелка огромны: этот материал может стать основой для создания инновационных биосовместимых бинтов и других медицинских изделий, что существенно расширит возможности в лечении ран и разработке экологически чистых медицинских материалов будущего.

Другие интересные новости:

▪ Облака предсказывают землетрясение

▪ Экосистема 802.11ac анонсирована

▪ Искусственному мозгу тоже нужен сон

▪ Попробовать яблоко можно рукой

▪ Гибридные планшеты Toshiba Dynabook R82 и Dynabook RT82

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Я глупостей не чтец, а пуще образцовых. Крылатое выражение

▪ статья Что такое платина? Подробный ответ

▪ статья Оказание первой доврачебной помощи при переломах

▪ статья Сигнализатор огня в камине. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезающая монетка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025