|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Безконтактний зарядний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Зарядні пристрої, акумулятори, гальванічні елементи Сьогодні з'явився новий спосіб заряджання мобільних пристроїв – безконтактний. Його суть полягає в тому, що пристрій, що заряджається, не має безпосереднього електричного контакту з зарядним пристроєм. Такий спосіб застосовують для заряджання мобільних телефонів, смартфонів та ін. Автор пропонує свій варіант безконтактного зарядного пристрою для заряджання акумуляторів світлодіодного ліхтаря. При частому користуванні будь-яким пристроєм зі змінними елементами живлення, наприклад, кишеньковим ліхтарем, виникає потреба у частій заміні гальванічних елементів живлення або періодичної зарядки, якщо застосовані акумулятори. Для зарядки акумуляторів доводиться виймати їх із корпусу ліхтаря, що не завжди зручно. У той же час зараз все більшого поширення набуває технологія так званої безконтактної зарядки. Принцип роботи більшості таких зарядних пристроїв (ЗП) заснований на індуктивному зв'язку між джерелом та споживачем енергії. За таким же принципом працює і пропонована до уваги читачів ЗУ для кишенькового ліхтаря. Основа пропонованого ЗУ – електронний баласт від компактної люмінесцентної лампи (КЛЛ). Як відомо, електронний баласт КЛЛ є імпульсним генератором, що працює на частоті кілька десятків кілогерц. Завдяки такій частоті всі елементи пристрою мають невеликі розміри, у тому числі трансформатори та баластові дроселі. Саме баластний дросель є елементом, який обмежує струм через люмінесцентну лампу. І в цьому сенсі він виконує ту ж функцію, що і баластний конденсатор у найпростіших зарядних пристроях – обмежує (задає) струм зарядки. Структурна схема ЗП показано на рис. 1. Від КЛЛ використано власне електронний баласт, який містить випрямляч з конденсатором, що згладжує, імпульсний генератор і баластний дросель, послідовно з яким включена не люмінесцентна лампа, а розділовий трансформатор. Цей трансформатор служить сполучним елементом між зарядним пристроєм та акумуляторною батареєю ліхтаря. Оскільки він включений послідовно з баластним дроселем, струм через нього буде обмежений, і він частково працює як трансформатор струму, тому замикання ланцюга його вторинної обмотки не призведе до катастрофічних наслідків. Первинна обмотка трансформатора розміщена у корпусі ЗУ, вторинна – у ліхтарі. Через первинну обмотку трансформатора протікає струм, який залежить переважно від індуктивності баластного дроселя і напруги мережі, тому залишається відносно стабільним.
У ліхтарі на вторинній обмотці трансформатора виникає змінна напруга, яка випрямляється та через обмежувач напруги надходить на акумуляторну батарею ліхтаря. Оскільки струм у первинній обмотці трансформатора обмежений, він буде обмежений і у вторинній. Змінюючи параметри трансформатора струму, можна задати потрібну напругу та струм зарядки батареї. Коли напруга батареї досягне максимального значення, увімкнеться обмежувач. Напруга на батареї перестане зростати, а "зайвий" струм потече через обмежувач. Схема електронного баласту КЛЛ та його доопрацювання показані на рис. 2. Всі нововведені елементи та з'єднання виділені кольором. Була використана КЛЛ потужністю 18...20 Вт. Після відкриття її корпусу з плати знімають дротяні висновки (4 шт.) люмінесцентної лампи, які зазвичай намотані на металеві штирі. Потім від'єднують дроти, що з'єднують плату із цоколем лампи. Плату розміщують у пластмасовому корпусі відповідного розміру з кришкою. Корпус має бути досить просторим, щоб, крім плати, помістити додаткові елементи. В авторському варіанті була застосована циліндрична коробка діаметром 65 та висотою 28 мм від канцелярських скріпок (рис. 3). Послідовно зі штатним баластним дроселем L2 замість люмінесцентної лампи включають ще один баластний дросель L3 від аналогічної КЛЛ та первинну обмотку T2.1 розділового трансформатора. Для індикації роботи імпульсного генератора до виходу через струмообмежуючі резистори R10 і R11 підключена неонова індикаторна лампа HL1. Весь монтаж проводять навісним методом, для індикаторної лампи в корпусі зроблено отвір відповідного діаметра.
Для доопрацювання було обрано світлодіодний ліхтар з діаметром корпусу 24 та довжиною 82 мм. У ньому застосовані дев'ять світлодіодів та батарея із трьох акумуляторів типорозміру ААА. Кнопковий вимикач живлення розташований у кришці батарейного відсіку, що відгвинчується. З корпусом ліхтаря з'єднані катоди світлодіодів. Схема доопрацювання ліхтаря показано на рис. 4, все нові елементи та зв'язки показані червоним кольором.
Змінна напруга з обмотки T2.2 розділового трансформатора випрямляє діодний міст VD1, пульсації випрямленої напруги згладжує конденсатор С1. Через діоди VD2 і VD3 струм заряджання надходить в акумуляторну батарею. Діод VD2 запобігає розрядці батареї в черговому режимі, а діод VD3, підключений паралельно-зустрічно світлодіодам, пропускає зарядний струм. На мікросхемі DA1 (паралельний стабілізатор напруги) зібрано обмежувач напруги, світлодіоди HL1, HL2 індикують режими заряджання батареї. На початку зарядки, коли напруга акумуляторної батареї менше номінальної, напруга на вході, що управляє (висновок 1) мікросхеми DA1 менше порогового. Тому струм через мікросхему малий, і практично вся випрямлена напруга надходить на ланцюг з струмообмежувального резистора R5 і світлодіода HL2 (зеленого кольору світіння), який сигналізує про те, що відбувається зарядка акумуляторної батареї. Коли напруга батареї досягне порогового значення, струм через мікросхему зросте і падіння напруги на ній зменшиться приблизно до 2 В. Зарядний струм протікатиме через резистор R3 і мікросхему DA1, тому зарядка акумуляторної батареї поступово припиниться. При цьому світлодіод HL2 згасне, а HL1 (червоного кольору свічення) почне світити, сигналізуючи про закінчення заряджання. Конструкцію пристрою пояснює рис. 5. У кришці 3 батарейного відсіку розміщено кнопковий вимикач 5 (SA1 на рис. 4). Один висновок 4 вимикача 5 механічно з'єднаний з металевим корпусом кришки 3, другий - з пружинним контактом 6. Вимикач механічно зафіксований у кришці за допомогою ізоляційної пластмасової прокладки 7. З іншого боку для захисту від зовнішніх кліматичних впливів на вимикач одягнена гумова прокладка 8.
Доопрацювання зводиться до наступного. До кришки 3 приклеєний пластмасовий кожух 1. У центрі кожуха зроблено отвір, в якому за допомогою клею закріплений каркас 10. На нього намотана вторинна обмотка 2 (T2.2) розділового трансформатора. Функцію штовхача вимикача виконує циліндричний магнітопровід 11. Щоб він не випадав з каркаса 10, до нього приклеєна пластмасова шайба 9. В отвір в центрі верхньої кришки 12 корпусу електронного баласту вклеєний пластмасовий каркас 14, на який намотана обмотка. Внутрішній діаметр каркаса для намотування котушок трансформатора вибирають таким, щоб у нього з невеликим люфтом входив магнітопровід 11. В авторському варіанті застосований магнітопровід діаметром 6 і довжиною 15 мм від дроселя комп'ютерного блоку живлення. Висота каркаса 14 - 8...9 мм, каркаса 10 - 6...7 мм, їх товщина - 0,5...0,7 мм. Обмотка Т2.1 містить 350 витків дроту ПЕВ-2 0,18, обмотка T2.2 - 180 витків дроту ПЕВ-2 0,1. Діаметр шайби 9 - 10...12 мм, товщина - 0,5...1,5 мм, останню підбирають так, щоб магнітопровід 11 "не бовтався". Діаметр кожуха (пластмасовий контейнер від ліків) – 21 мм, його висота – 11 мм. Доопрацьований ліхтар показано на рис. 6.
Під час використання ліхтарем магнітопровід виконує функцію штовхача вимикача. Але якщо ліхтар вимкнути, електронний баласт включити в мережу і вставити магнітопровід у каркас 14 (див. рис. 5), між обмотками Т2.1 і Т2.2 виникне індуктивний зв'язок, на обмотці Т2.2 з'явиться напруга і почнеться заряджання акумуляторної батареї ( 7).
У пристрої застосовані малогабаритні постійні вивідні резистори Р1-4 або імпортні, світлодіоди - будь-які з діаметром корпусу 3 мм червоного та зеленого кольорів свічення. Конденсатор С1 – К10-17в, він встановлений на висновках діодного мосту VD1. Налагодження починають із добірки числа витків обмотки T2.2. Для цього намотують вказану кількість витків цієї обмотки і підключають до неї діодний міст з конденсатором фільтра. Вставляють магнітопровід у каркас обмотки T2.1 і надягають на нього обмотку T2.2. До виходу діодного моста (рис. 4) підключають змінний резистор опором 470 Ом. Змінюючи його опір, контролюють струм через нього та напруга на ньому. Необхідно, щоб при зарядному струмі напруга була 4,8...5 В (напруга зарядженої акумуляторної батареї - 4,3...4,4 В плюс падіння напруги на діодах VD2 і VD3). При більшій напрузі збільшиться струм заряджання. Оскільки у ліхтарі планувалося застосувати три акумулятори ємністю 300...600 мА·год, було обрано струм зарядки близько 40 мА. За результатами вимірювання приймають рішення необхідність додати або видалити витки обмотки Т2.2. Після вибірки числа витків обмотку треба захистити, покривши шаром лаку або клею. Слід зазначити, що їх кількість може помітно відрізнятися від зазначеного вище, оскільки це залежить від розмірів та властивостей магнітопроводу. Для збільшення струму зарядки необхідно або збільшити кількість витків первинної обмотки трансформатора струму або збільшити струм через неї, зменшивши індуктивність дроселів L2 і L3 в електронному баласті. Потім на макетній платі монтують решту елементів пристрою, в батарейний відсік встановлюють свіжозряджені акумулятори, висновки 1 і 2 мікросхеми DA1 тимчасово замикають. Вставляють магнітопровід у каркас обмотки T2.1, надягають на нього обмотку T2.2 і вимірюють напругу (івипр) на виході випрямляча (див. рис. 4). Потім замість батареї підключають змінний резистор опором 470 Ом і, змінюючи його опір, встановлюють на виході випрямляча таку ж напругу (ивипр). Резистор R1 (див. рис. 4) підбирають так, щоб при збільшенні цієї напруги (його змінюють змінним резистором) на кілька десятків мілівольт світлодіод HL2 вимикався, а HL1 - вмикався. У разі потреби підбирають резистор R3. Його опір має бути таким, щоб при відключенні змінного резистора напруга на виході випрямляча не перевищила івипр і світився світлодіод HL1. Слід врахувати, що максимально допустимий струм мікросхеми TL431CLP - 100 мА, тому струм заряджання не повинен перевищувати 60...70 мА. Доробку ліхтаря починають із встановлення діода VD3. Для цього треба вийняти відсік батареї, акуратно видалити захисне скло і зсередини видавити плату зі світлодіодами. На платі між висновками світлодіодів встановлюють діод VD3. Після перевірки правильності монтажу складання проводять у зворотному порядку та перевіряють працездатність ліхтаря. Всі інші елементи будуть розміщені у кожусі на кришці відсіку для батарей. У гумовій прокладці 8 (див. рис. 5) проколюють два отвори, які вставляють дроти в надійній ізоляції, наприклад МГТФ, і припаюють їх до висновків вимикача. При цьому, можливо, потрібно вийняти вимикач з кришки 3 (див. мал. 5). Потім розміщують елементи і закріплюють термоклеєм в кожусі 1 і з'єднують проводами. Для встановлення світлодіодів у кожусі роблять два отвори діаметром 3 мм. Зарядний пристрій можна застосувати для заряджання вбудованих акумуляторів або акумуляторних батарей. Залежно від конструкції такого пристрою магнітопровід можна встановити в каркасі обмотки Т2.1, а на нього надягати котушку Т2.2, а також кардинальніше змінити конструкцію трансформатора. Автор: І. Нечаєв
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Названо причину струсу мозку ▪ Використання смартфонів покращує пам'ять ▪ Цифровий щуп-мультиметр з Bluetooth та NFC
▪ розділ сайту Радіоаматор-конструктор. Добірка статей ▪ стаття Гігант. Крилатий вислів ▪ Як завершився промисловий переворот? Детальна відповідь ▪ стаття Розторопша. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Живлення лампи денного світла від 12 вольт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Шнурок та кубик. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page