Автоматичний зарядний пристрій з живленням не лише від мережі 220 вольт. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Автоматичний зарядний пристрій з живленням не лише від мережі 220 вольт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи

Коментарі до статті

Серед публікацій у радіоаматорській літературі нерідко можна зустріти описи електронних пристроїв та вузлів, розроблених для заряджання акумуляторів різного призначення від мережі змінного струму 220 В.

Воістину цей потік схем необмежений та різноманітний. Однак останнім часом інтерес радіоаматорів все більше викликають зарядні пристрої для різних акумуляторних батарей, що працюють від інших джерел напруги – автомобільні акумулятори, різні батареї (елементи живлення) та персональний комп'ютер. З появою на загальнодоступному ринку Ni-Mn та Ni-Cd портативних акумуляторів, що мають зовнішній вигляд відповідно до елементів живлення типу АА та AAA (пальчикові батарейки різного діаметру та довжини) з робочою напругою 1,2...1,4 В, потреба у пристроях заряджання даних акумуляторів тільки зростає.

Пропоновані промисловістю електронні пристрої зарядки можна вже скрізь придбати, але їх ціна навряд чи задовольнить радіоаматора-початківця або того, хто здатний зробити зарядний пристрій своїми руками. Тим більше, що такий пристрій не вимагатиме дорогих деталей, просто в повторенні, складання, надійно в експлуатації (пожежно-і електробезпеки) і вимагатиме часу всього один вечір.

Найпростішим пристроєм підзарядки акумуляторів з напругою 1,2...1,4 є електрична схема, наведена на рис. 7.

Цей пристрій розрахований на підключення до шини USB будь-якого сучасного персонального комп'ютера (далі. ПК). Як відомо, 4 контакти багатофункціонального порту USB мають наступне призначення: два - відповідно живлення "+" і "-" (5 В), два служать інформаційною шиною обміну даними з пристроями периферії. Відповідно до схеми (на рис. 7) в даному випадку використовують тільки два контакти живлення ±5 В.

Автоматичний зарядний пристрій з живленням не тільки від мережі 220 вольт

За допомогою цього пристрою можна заряджати портативні АКБ струмом приблизно 100 мА (відповідно до вказаного на схемі рис. 7) опором резистора R1. Оскільки різні пальчикові акумулятори мають різні енергоємності, відповідно потрібен час для зарядки цих акумуляторів. Так, акумулятори ємністю 1400 мА/год з номінальною напругою 1,2 В потрібно заряджати за допомогою даної схеми приблизно 14 годин поспіль, а, наприклад, інші акумулятори з тією ж номінальною напругою 1,2 В, але з енергоємністю 700 мА/год потрібно заряджати з допомогою безперервно працюючого ПК лише 7 годин, тобто. удвічі менше за часом. Тут доречно пам'ятати, що й віддача корисної енергії у різних типів акумуляторів (АКБ) буде різною, переважно, можна порівняти з енергоємністю кожного конкретного АКБ.

Зарядний струм у цій схемі протікає ланцюгом R1 - VD1. Причому АКБ підключається через роз'єм чи знімні контакти. Індикаторний ланцюг R2, HL1 введений у схему для наочного уявлення про режим роботи зарядного пристрою. Поки АКБ не підключений, світлодіод HL1 не світиться, як тільки зарядний струм у ланцюзі має місце (а це відбувається при підключенні навантаження, тобто GB1), починає світитися індикаторний світлодіод HL1. Він може бути будь-якого типу та кольору, зі струмом до 10 мА. Якщо в індикації стану пристрою немає необхідності, а це не рідкість, оскільки струм, що споживається, в межах 100 мА є безпечним для USB порту. ПК, до якого можливі підключення навіть ультра яскравих світлодіодів і ламп локального підсвічування) - ланцюг R2, HL1 із схеми виключають. Зарядний струм можна коригувати зміною опору резистора R1. Так, при зазначених на схемі номіналах елементів зарядний струм складе 100 мА, а при зменшенні опору резистора R1 зарядний струм пропорційно збільшиться.

Розглянутим шляхом йдуть не тільки радіоаматори, а й багато виробників промислових зарядних пристроїв, у тому числі закордонних. На рис. 8. представлений зарядний пристрій для АКБ типу AAA, що працює від порту USB ПК.

Автоматичний зарядний пристрій з живленням не тільки від мережі 220 вольт

Електрична схема даного пристрою можна порівняти за простотою та ефективності з представленою схемою зарядного пристрою на рис. 7.

Іншим, не менш важливим питанням є зарядка портативних АКБ різного призначення постійним струмом від автомобільних акумуляторів з напругою 12 і 24 В (останні актуальні для деяких типів вітчизняних і закордонних вантажних авто, наприклад, Volvo FL7). Для цього використовують різні зарядні пристрої.

Для інформації радіоаматорів

Заряджати портативні АКБ від автомобільних АКБ (коли номінальна напруга портативних АКБ менша, ніж автомобільних) можна і безпосередньо, але такий метод загрожує швидким зносом портативного АКБ, небезпечний, і може бути короткостроково застосовний тільки в надзвичайних обставинах, у польових (і аналогічних) як виняток, коли іншими способами зарядити портативний АКБ неможливо.

Найкраще в такій ситуації користуватися спеціальним зарядним пристроєм з вихідним струмом, що регулюється, електрична схема якого представлена на рис. 9.

(Натисніть для збільшення)

Ця схема широко застосовується для підзарядки від АКБ автомобіля АКБ мобільних телефонів з номінальною напругою 3,6...3,8 В, наприклад, для мобільних телефонів сімейства Motorola або Sony Ericsson.

Тут слід враховувати різні роз'єми для підключення стільникових телефонів до зарядного пристрою. Як видно зі схеми, в ній застосований двоколірний індикаторний світлодіод із загальним катодом, який відповідно індикує червоним кольором, якщо АКБ мобільного телефону розряджений (струм зарядки перевищує 15 мА) і зеленим кольором якщо АКБ стільникового телефону повністю заряджений (струм зарядки менше 10 мА) або про те, що навантаження (стільниковий телефон) взагалі не підключено.

При цьому, якщо навантаження на виході зарядного пристрою відсутнє, вихідна напруга буде трохи більше номінальної, тобто порядку 4,2...4,4 В. Оксидні конденсатори С1, С3 згладжують пульсації напруги, у тому випадку, коли включений двигун автомобіля .

Основа електричної схеми даного пристрою взята з промислового автомобільного зарядного пристрою для телефонів сімейства Motorola, а пристрій представлений на фото рис. 10.

Автоматичний зарядний пристрій з живленням не тільки від мережі 220 вольт

Зарядні пристрої для інших типів мобільних телефонів створені за аналогічним принципом.

Для самостійного виготовлення зарядного пристрою можна піти іншим шляхом, зібравши просту схему, представлену на рис. 11.

(Натисніть для збільшення)

Цей пристрій заряджає Ni-Cd (нікель-кадмієві) та Ni-Mn (нікель-марганцеві) акумулятори. Пристрій здатний працювати як автономно (самостійно), так і у складі цілої системи радіоапаратури, коли потрібне джерело безперебійного живлення (завжди готовий до вживання запасний акумулятор). У цьому випадку АКБ може бути постійно підключена до зарядного пристрою, незалежно від того, чи використовується АКБ для живлення пристроїв навантаження в даний момент чи ні. Мікросхема DA1 є популярним таймером К1006ВІ1, включеним як компаратор з двома порогами включення навантаження. Особливість даної мікросхеми у її потужному вихідному каскаді, що дозволяє видавати на навантаження максимальний струм до 300 мА.

Опорна знижена напруга обох компараторів (схем порівняння таймера К1006ВИ1) подається від джерела опорної напруги, реалізованого на стабілітроні VD1. При цьому на виході мікросхеми DA1 (висновок 3) може бути напруга в діапазоні 0...8,4 В - в залежності від напруги на двох порогових входах (висновки 2 і 6 мікросхеми DA1 відповідно). Напруга на цих входах встановлюють змінними резисторами так, щоб була затримка між появою вихідної напруги на виводі 3 та її зникненням (щоб був гістерезис).

Налагодження

Для налагодження до виходу пристрою підключають джерело постійної напруги, що регулюється. Пристрій може заряджати портативні АКБ, як вигляді окремих пальчикових елементів, так і однотипних елементів, що складаються з батарей, включених послідовно. Змінний резистор R6 виконує роль регулювання порогу відключення зарядного пристрою (досягнення АКБ повної ємності). За допомогою нього слід встановити поріг відключення 1,4 В (на один елемент АКБ типу АА або AAA – для інших АКБ використовують іншу напругу відповідно до паспортних даних). Аналогічно регулюють опір змінного резистора R4, залежно від якого включається режим зарядки. Поріг включення зарядки повинен бути приблизно 1,1 (якщо використовують один елемент типу AAA).

Максимальний струм зарядного пристрою визначається параметрами мікросхеми DA1 і не може перевищувати 250 мА (оскільки є обмежувальний резистор R3).

Пристрій можна доповнити підсилювачем струму та потужним вихідним каскадом, тоді корисний струм зарядки збільшиться, але це вже предмет іншої статті та пропозиція для радіоаматорів-новаторів.

В даному випадку для заряду портативних АКБ малої ємності опір резистора R3 вибирають таким, щоб струм зарядки був не більше 0,1 від номінальної ємності акумулятора (зазначеної в паспортних даних АКБ або на його корпусі А-ч). Насправді опір цього резистора може у широкому діапазоні 15-510 Ом.

Діод VD2 запобігає розряду АКБ через вихідний каскад мікросхеми DA1, коли зарядного струму немає, і на виведенні 3 DA1 присутній низький рівень напруги.

Про деталі

Усі постійні резистори типу МЛТ-0,25. Стабілітрон VD1 типу КС456А, КС147А. Індикаторний світлодіод - будь-який із струмом до 12мА. Світіння даного світлодіода говорить про те, що зарядний струм відсутній (немає контакту з навантаженням – АКБ або акумулятор повністю заряджений). Випрямний діод VD2 типу Д247, Д213 з будь-яким буквеним індексом або аналогічний. Змінні резистори R4, R6 багатооборотні, наприклад, СП 1-49В. Оксидний конденсатор С1 типу К50-29 або аналогічний, запобігає перешкодам (згладжує пульсації живлення), наприклад, при роботі двигуна автомобіля. Неполярні конденсатори С2-С4 типу. КМ6 чи аналогічні. Їхня роль - запобігати впливу перешкод на роботу мікросхеми.

За допомогою даного пристрою завдяки широкому діапазону регулювання вихідної напруги при струмі до 300 мА можна заряджати різні типи АКБ, тобто застосовувати даний пристрій універсально.

Автор: Кашкаров А.П.

Дивіться інші статті розділу Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Китай створить найбільший у світі парк на відновлюваних джерелах енергії 13.03.2022

Національна комісія з розвитку та реформ (NDRC) Китаю заявила, що в районі пустелі Гобі буде побудовано найбільший у світі парк електрогенерації на відновлюваних джерелах. Об'єкт завдяки енергії сонця та вітру запропонує встановлену потужність 450 ГВт. Це стане частиною плану Китаю до 2030 року виробляти за рік до 1,2 ТВт "зеленої" електрики.

На сьогоднішній день Китай домінує у виробництві енергії з відновлюваних джерел. За підсумками 2020 року встановлені потужності в країні генерують близько 895 ГВт, що більше, ніж у Європейського Союзу, США та Австралії разом узятих. Поки десь декларують "зелену повістку", Піднебесна втілює її в життя.

Новий проект у пустелі Гобі додасть до наявних потужностей ще близько півтеравату потужності. Близько 100 ГВт нових потужностей вже перебувають у стадії будівництва. Джерело не уточнило, йдеться про вітрогенерацію або отримання енергії від сонячного світла.

Зараз Китай покладається в основному на електрику від вугільних електростанцій, хоча встановлені потужності сонячних та вітряних електростанцій сумарно вже наблизилися до позначки 43,5% загальної встановленої потужності в країні. При цьому нестабільність генерації від поновлюваних джерел веде до того, що частка "зеленої" енергії в енергобалансі країни лише наближається до 26%. Згладити стрибки у виробленні допоможуть атомні електростанції.

Інші цікаві новини:

▪ Протей – матеріал, який неможливо розрізати

▪ Перекачуємо воду в океан

▪ Технологія Intel Centrino

▪ Самоклеючий каучук

▪ Гібридна лампочка

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Моделювання. Добірка статей

▪ стаття Млини Господні. Крилатий вислів

▪ стаття Скільки може прожити людина, яка народилася із дзеркальним відображенням внутрішніх органів? Детальна відповідь

▪ стаття Функціональний склад телевізорів JVC. Довідник