Портативний акумулятор живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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

 Коментарі до статті

В даний час широкого поширення набули різні компактні пристрої з живленням від вбудованих акумуляторів, наприклад, мобільні телефони, мультимедійні кишенькові плеєри, планшетні комп'ютери, навігатори, цифрові фотоапарати і т.п. вони оснащуються акумуляторами невеликої ємності, що може завдавати незручностей при їх автономній експлуатації.

Щоб зменшити залежність таких пристроїв від ємності та стану вбудованих акумуляторів, а також наявності мережі 230 В можна виготовити пропонований пристрій, від якого можна буде живити різну радіоапаратуру і заряджати вбудовані в неї акумулятори. Схема пристрою показано на рис. 1. Воно є джерелом живлення з чотирма Li-Ion акумуляторами типорозміру 18650. Донором таких акумуляторів та контролера для них послужила акумуляторна батарея від несправного нетбука. На ній було зазначено найменування - P22-900, ємність - 5800 мА·ч і номінальна напруга - 7,2 В. Пристрій забезпечує на виході стабілізовану напругу 5 або 6,2 при струмі навантаження до 1 А або нестабілізоване 6...8,4 ,1,4 В при струмі до 5 А. Короткочасно (менше 2 разів на дві хвилини) струм навантаження при будь-якій вихідній напрузі може бути до XNUMX А, це дозволить підключати фотоапарат з фотоспалахом з розрядженим внутрішнім джерелом живлення.

Рис. 1. Схема акумулятора (натисніть , щоб збільшити)

Акумуляторна батарея складається з чотирьох акумуляторів G1-G4, які підключені до контролера A1 попарно паралельно-послідовно. Нумерація висновків контролера - умовна, починається від першого виведення мінусового роз'єму для підключення батареї до нетбука. Щоб мати можливість живити від батареї різні пристрої та для її підзарядки необхідно на висновок 5 подати напругу низького рівня логічного.

Для заряджання акумулятора на вхід пристрою (гніздо XS1) подають постійну напругу 12...16 В. Діод VD1 служить для захисту від неправильної полярності цієї напруги. На інтегральній мікросхемі DA1 зібраний лінійний стабілізатор напруги 9 В. З його виходу напруга через струмообмежуючі резистори R7, R8 та діод VD5 надходить на виводи живлення контролера A1. Транзистор VT1 відкривається при підключенні до гнізда XS1 зовнішнього джерела живлення, що включає контролер A1. Світиться світлодіод HL1 сигналізує про процес зарядки акумуляторної батареї. При струмі понад 50 мА транзистор VT2 (германієвий) відкривається і світлодіод HL1 світить з максимальною яскравістю. Припинення свічення цього світлодіода означає закінчення заряджання батареї. Конденсатори С2-С4 та C6 - блокувальні живлення мікросхеми DA1. Світлодіод HL3 світить при наявності напруги 9 В. На монтажній платі контролера A1 був виявлений запобіжник, що самовідновлюється, на струм 5 A. Оскільки виготовлений пристрій розрахований на менший струм, для захисту від пошкоджень був встановлений додатковий самовідновлюваний запобіжник F1 на струм 1,6 А.

На мікросхемі KA78R05 (DA2) зібраний стабілізатор напруги 5 і 6,2 В. Ця мікросхема являє собою керований лінійний стабілізатор напруги позитивної полярності 5 В з вихідним струмом до 1 А, максимальна потужність, що розсіюється - 15 Вт, споживаний струм - близько 10 мА. Мікросхема відрізняється від звичайних інтегральних стабілізаторів мінімально мінімально допустимим падінням напруги між входом і виходом, яке при струмі навантаження 1 А не перевищує 0,5 В. Також є вхід (висновок 4) для включення і вимикання стабілізатора.

При замкнутих контактах кнопки SB1 на виведенні 5 контролера A1 буде низький логічний рівень, тому на виході контролера (висновки 7 і 8) є напруга акумуляторної батареї. При цьому через резистор R1 протікає струм близько 0,3 мкА. Через замкнуті контакти кнопки SB2.1 напруга батареї надходить на вхід стабілізатора напруги 5/6,2 В. При замкнутих контактах кнопки SB3.1 напруга на виході - 5 В, при розімкнених - 6,2 В, яке задається послідовно включеними діодами VD2 і VD3. Резисторами R4, R6 задається гранична напруга увімкнення/вимкнення стабілізатора. При зазначених на схемі номіналах резисторів - це напруга 6,3 при замкнутих контактах SB3.1 і 7,3 - при розімкнених. Гістерезис перемикання – близько 0,12 В.

Коли контакти кнопки SB2 перебувають у нижньому за схемою положенні, живлення надходить не так на стабілізатор напруги DA2, але в гніздо XS2. У цьому випадку можна контролювати стан акумуляторної батареї і живити різні пристрої, що не вимагають стабілізованої напруги.

Двоколірний світлодіод HL2 світить зеленим кольором при вихідній напрузі пристрою 6,2 В і червоним при 5 В. При вихідній напрузі 5 В надходить на вихідні гнізда XS2 і XS3 (роз'єм USB). Вихідна напруга 5, 6,2 і 7,2 надходить на гніздо XS2.

Перед тим, як дати друге життя літієвій акумуляторній батареї нетбука, її склеєний пластмасовий корпус акуратно розкривають по шву. Якщо акумулятори виявляться розрядженими "в нуль", їх можна кілька хвилин підзарядити безпосередньо, минаючи контролер, струмом 0,5...1 через струмообмежуючий резистор або від джерела струму. За цей час акумулятори наберуть напругу, достатню для увімкнення контролера. Виміряна ємність повністю зарядженої батареї склала близько 5400 мА · год при розрядці струмом 1 А, що для батареї віком близько десяти років непоганий показник. На платі контролера (рис. 2) було маркування BLA4AE00. Призначення дротів таке. У центрі два сині - мінус контролери, зелений - управління, два червоні - плюс контролери. По краях плати: контакт VC (синій провід) – мінус елементів G2 та G4, контакт Vp (червоний провід) – плюс елементів Gl та G3, контакт VM у центрі (провід не припаяний) – загальний елементів G1-G4. Контролер вимикає зарядку акумулятора при досягненні напруги 8,4 В. Якщо у вашому розпорядженні виявиться інша батарея з іншим контролером, призначення його висновків можна дізнатися в Інтернеті або експериментально. У випадку, якщо застосувати батарею від ноутбука на робочу напругу 10,8 В або 14,4 В, то через велику різницю між вхідною та вихідною напругою на місці стабілізатора DA2 рекомендується застосувати імпульсний знижувальний стабілізатор напруги.

Рис. 2. Плата контролера

Перед складання пристрою акумулятори від'єднують від контролера. Підключають їх на фінальній стадії збирання та тестування конструкції, при цьому треба бути уважним – струм короткого замикання висновків навіть малогабаритного акумулятора може досягати десятків ампер.

Частина елементів розміщена на монтажній платі розмірами 37x62 мм, а мікросхеми – на тепловідводі (рис. 3). Монтаж – двосторонній навісний. Мікросхему AN78M09 можна замінити вітчизняною КР142ЕН8А або будь-якою із серії ххх78М09хх. Якщо застосувати мікросхему серії ххх78R09, мінімальна вхідна напруга пристрою може бути 10,5 В. Мікросхему KA78R05 можна замінити будь-який із серії ххх78R05 в ізольованому чотирививідному корпусі TO-220F-4L. Обидві мікросхеми встановлені на загальне ребристе дюралюмінієве тепловідведення з площею охолоджуючої поверхні 50 см.² із застосуванням теплопровідної пасти КПТ-8 або аналогічною. У корпусі пристрою поруч із тепловідведенням необхідно зробити кілька десятків вентиляційних отворів. Сполучні дроти, що йдуть до висновків мікросхем, повинні бути якомога коротшими.

Рис. 3. Розміщення елементів на монтажній платі

Транзистор 2SC3199 можна замінити будь-яким із серій 2SC815, 2SC845, 2SC1815, 2SC9014, КТ3102, КТ6111, германієвий транзистор SFT307 - вітчизняними із серій МП25, МП26, МП39. Чим більший коефіцієнт передачі струму бази цього транзистора, краще. Діод SR40 можна замінити на діод SR41, SR42, SR504, SR505, 506N306. Замість діода 360N1 підійде будь-який із серій Ш5822х, SRP1х, FR5402х. Діоди 540N300 можна замінити будь-якими із серій Ш30х, RL1х. Резистори - будь-які відповідні потужності. Оксидні конденсатори – імпортні, C4002 – керамічний або плівковий на номінальну напругу не менше 400 В. Конденсатори C10, C1, C35, С3, C4 – керамічні для поверхневого монтажу, вони припаяні безпосередньо до висновків живлення відповідних мікросхем або висновків оксидних конденсаторів. Інші конденсатори - керамічні К8-9. Світлодіод RL11-YG10S зеленого кольору світіння та RL17-SR30S червоного можна замінити будь-якими звичайними малопотужними.

Двоколірний світлодіод L119SURKMGKWT можна замінити будь-яким двоколірним із загальним катодом із серії L119. Якщо світлодіод буде з підвищеною яскравістю свічення, опір резистора R10 можна збільшити в кілька разів, що зменшить струм, який споживає пристрій від акумуляторної батареї.

Перемикач режимів роботи (кнопки SB1-SB4) - чотиривірний блок перемикачів П2К із залежною фіксацією, по дві групи контактів, що перемикаються на кожній кнопці. При натисканні однією з них інші повертаються у вихідне становище. Перед складання конструкції протестуйте такий перемикач, при необхідності очистіть його контакти від оксидів. Він приклеєний до корпусу пристрою термоклеєм та полімерним клеєм "Квінтол". Акумуляторні елементи закріплені у корпусі за допомогою м'якої двосторонньої липкої стрічки.

Пристрій зібраний у пластмасовому корпусі розмірами 28x91x175 мм. Вигляд на компонування вузлів показано на рис. 4. Маса зібраного пристрою - близько 380 г. Для живлення пристрою можна використовувати автомобільну бортову мережу 12 В або інше джерело напруги 12...16 В, розрахований на струм навантаження не менше 0,7 А. При подачі на гніздо XS1 напруги живлення підключене до пристрою навантаження надходитиме напруга живлення незалежно від положення контактів кнопки SB1.

Рис. 4. Вид на компонування вузлів

Ємності батареї 5,8 А·год достатньо для живлення, наприклад, радіоприймача "Океан-209" протягом близько 170 год, що працює на середній гучності (100 мВт), або на 60...80 годин живлення компактного кишенькового МР3-плеєра ( споживаний струм - 60...80 мА), що приблизно вдесятеро перевищує можливості вбудованого акумулятора. Можна також повністю зарядити акумулятор (ємністю 800...1000 мА·ч) мобільного телефону. Не забувайте після користування пристроєм вимикати його живлення та підключені до нього навантаження натисканням на кнопку SB1.

Автор: А. Бутов

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 Перший 200-вольтовий DirectFET транзистор 24.11.2007 Транзистор IRF6641TRPbF розроблений для застосування в ізольованих DC/DC-конверторах із живленням від універсальної шини (36...75 В). Маючи ультранизкий опір каналу (51 мОм) і низький заряд затвора, він ідеально підходить для синхронних випрямлячів високоефективних сильноточних DC/DC-конверторів, що працюють на високій частоті, останнього покоління конверторів шини, приводу постійного струму, і навіть для 48-вольтових конверторів. Крім того, він може використовуватися в сильноточних AC/DC-конверторах комп'ютерів та телекомунікаційних серверів із живленням від 48-вольтової шини. Новий транзистор у корпусі DirectFET типу MZ при габаритах корпусу SO-8 та висоті корпусу 0,7 мм забезпечує струм 25 А при мінімальних втратах провідності та перемикання. Він замінює до 3 транзисторів у корпусі SO-8 та заощаджує до 50% площі друкованої плати. Транзистор забезпечує ККД синхронних випрямлячів до 95% - це той самий рівень ККД, що при подвоєній кількості транзисторів у корпусі SO-8 та вихідному струмі 7А.

Інші цікаві новини:

▪ CRT-телевізор із вбудованим DVD-рекордером від PANASONIC

▪ Під Антарктидою знайдено величезне невідоме озеро

▪ Побутова хімія та кишечник

▪ Підрахунок газелей із космосу

▪ Про користь читання

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ І тут з'явився винахідник (ТРВЗ). Добірка статей

▪ стаття Сутінки богів. Крилатий вислів

▪ стаття За рахунок чого живе людина, яка взагалі не має пульсу? Детальна відповідь

▪ стаття Газоелектрозварювальник. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Застосування електроакустичного зворотного зв'язку в активних АС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Про живлення нагрівальних елементів незмінним струмом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024