Схема зарядного: Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Схема зарядного на 12 вольт

Представляем новую простую схему зарядного устройства для обычного автоаккумулятора на 12 В, которая по силам для самостоятельной сборки даже не слишком опытным радиолюбителем. Зарядное собрано на основе силового трансформатора 16-20 В 5 А, выпрямителя, системы слежения за напряжением аккумулятора и ключевым элементом — тиристором.

Постоянное напряжение с выпрямителя на диодах подаётся на заряжаемый аккумулятор через амперметр на 5 А и тиристор. Этот тиристор управляется другим, более слабым тиристором Q2, который отслеживает напряжение на заряжаемом АКБ. Оно снимается с резисторного делителя и стабилитрона. Как только напряжение полностью зарядившегося аккумулятора превысит порог открывания тиристора — он откроется и зажгётся зелёный светодиод «аккумулятор заряжен». Одновременно тиристор Q1 закроется и зарядка прекратится.

Работа с зарядным устройством

1. После сборки схемы выведите движок переменного резистора в нулевое положение. Прежде всего убедитесь, что без аккумулятора оба светодиода светятся.
2. Подключите батарею и проследите, чтоб светодиод LED2 погас. Это значит пошёл заряд.
3. Вращайте движок резистора вверх до тех пор, пока светодиод LED2 не засветится. Этим резистором выставляется порог отключения АКБ от зарядки, по мере достижения на аккумуляторе полного напряжения (около 14В).

Детали зарядного устройства на 12В

R1= 1 кОм 

R2= 1.2 кОм
R3= 470 Ом
R4= 470 Ом
R5= 10 кОм
D1= 1N4001
D2= 6.8V 0.5W стабилитрон
LD1= зелёный светодиод

TR1= 4.7 кОм переменник
LD2= красный светодиод
Q1= BTY79 или похожий на 10A
M1= 0-5A амперметр
Q2= тиристор C106D
C1= 10мкФ 25V
GR1= 50V 6A диодный мост
F= 5A предохранитель

Тиристоры можно ставить типа BT138-600, КУ202, Т122-10 (Q1) и любой маломощный на ток до 0,3А вместо Q2. Резисторы на 0,25 ватт. Диодный мост готовый, или составленный из 4-х диодов КД202, Д242, Д245. Конденсатор — 5-50 микрофарад. При всей своей простоте, эта схема ЗУ используется даже в некоторых промышленных зарядках. Но всё равно, обязательно ставьте предохранитель, так как от нештатных ситуаций (пробоя диодов или тиристора) никто не застрахован!

https://blogun.ru/cheerlessgdeje.html

Электрическая схема зарядного устройства

Неуклонная тенденция развития портативной электроники практически ежедневно заставляет рядового пользователя сталкиваться с зарядкой аккумуляторов своих мобильных устройств. Будь вы владельцем мобильного телефона, планшета, ноутбука или даже автомобиля, так или иначе вам неоднократно придётся столкнуться с зарядкой аккумуляторов этих устройств. На сегодняшний день рынок выбора зарядных устройств настолько обширен и велик, что в этом многообразии довольно тяжело сделать грамотный и правильный выбор зарядного устройства, подходящего к типу используемого аккумулятора. К тому же, сегодня существуют более 20-и типов аккумуляторов с различным химическим составом и основой. Каждый из них имеет свою специфику работы заряда и разряда. В силу экономической выгоды современное производство в этой сфере сейчас сконцентрировано преимущественно на выпуске свинцово-кислотных (гелевых) (Pb), никель – металл — гидридных (NiMH), никель – кадмиевых (NiCd) аккумуляторов и аккумуляторов на основе лития – литий-ионных (Li-ion) и литий-полимерных (Li-polymer). Последние из указанных, кстати, активно используются в питании портативных мобильных устройств. Главным образом литиевые аккумуляторы заслужили популярность за счёт применения относительно недорогих химических компонентов, большого количества циклов перезаряда (до 1000), высокой удельной энергии, низкой степени саморазряда, а так же способности удерживать ёмкость при отрицательных значениях температуры.

Электрическая схема зарядного устройства литиевых аккумуляторов, применяемых в мобильных гаджетах сводится к обеспечению их в процессе заряда постоянным напряжением, превышающим на 10 – 15 % номинальное. К примеру, если для питания мобильного телефона используется литий-ионная батарея на 3,7 В., то для её заряда необходим стабилизированный источник питания достаточной мощности для поддержания напряжения заряда не выше 4,2В – 5В. Именно поэтому большинство портативных зарядных устройств, идущих в комплекте с устройством, выпускают на номинальное напряжение 5В, обусловленное максимальным напряжением питания процессора и заряда батареи с учётом встроенного стабилизатора.

Конечно, не стоит забывать и о контроллере заряда, который берёт на себя основной алгоритм заряда батареи, а так же опрос её состояния. Современные литиевые аккумуляторы, выпускаемые для мобильных устройств с малыми токами потребления, уже идут со встроенным контроллером. Контроллер выполняет функцию ограничения тока заряда в зависимости от текущей ёмкости аккумулятора, отключает подачу напряжения устройству в случае критического разряда батареи, защищает батарею в случае короткого замыкания нагрузки (литиевые батареи очень чувствительны к большому току нагрузки и имеют свойство сильно нагреваться и даже взрываться). С целью унификации и взаимозаменяемости литий-ионных аккумуляторов ещё в 1997 году компании Duracell и Intel разработали управляющую шину опроса состояния контроллера, его работы и заряда с названием SMBus. Под эту шину были написаны драйвера и протоколы. Современные контроллеры и сейчас используют основы алгоритма заряда, прописанные этим протоколом. В плане технической реализации существует множество микросхем, способных реализовать контроль заряда литиевых аккумуляторов. Среди них выделяется серия MCP738xx, MAX1555 от MAXIM, STBC08 или STC4054 с уже встроенным защитным n-канальным MOSFET транзистором, резистором определения тока заряда и диапазоном напряжения питания контроллера от 4,25 до 6,5 Вольт. При этом у последних микросхем от STMicroelectronics значение напряжения заряда аккумулятора 4,2 В. имеет разброс всего +/- 1%, а зарядный ток может достигать 800 мА, что позволит реализовать зарядку аккумуляторов ёмкостью до 5000 мА/ч.

Рассматривая алгоритм заряда литий-ионных аккумуляторов стоит сказать, что это один из немногих типов, предусматривающих паспортную возможность зарядки током до 1С (100% ёмкости аккумулятора). Таким образом, аккумулятор ёмкостью в 3000 ма/ч может заряжаться током до 3А. Однако, частая зарядка большим «ударным» током хоть и существенно сократит её время, но в то же время довольно быстро снизит ёмкость аккумулятора и приведёт его в негодность. Из опыта проектирования электрических схем зарядных устройств скажем, что оптимальным значением зарядки литий-инного (полимерного) аккумулятора является значение 0,4С – 0,5С от его ёмкости.

Значение тока в 1С допускается лишь в момент начального заряда батареи, когда ёмкость аккумулятора достигает приблизительно 70% своей максимальной величины. Примером может стать работа зарядки смартфона или планшета, когда первоначальное восстановление ёмкости происходит за короткое время, а оставшиеся проценты набираются медленно.

На практике довольно часто случается эффект глубокого разряда литиевого аккумулятора, когда его напряжение опускается ниже 5% его ёмкости. В этом случае контроллер не в состоянии обеспечить достаточный пусковой ток для набора начальной ёмкости заряда. (Именно поэтому не рекомендуется разряжать такие аккумуляторы ниже 10%). Для решения таких ситуаций необходимо аккуратно разобрать аккумулятор и отключить встроенный контроллер заряда. Далее необходимо к выводам аккумулятора подсоединить внешний источник заряда, способный выдать ток не менее 0,4С ёмкости аккумулятора и напряжение не выше 4,3В (для аккумуляторов на 3,7В.). Электрическая схема зарядного устройства для начальной стадии зарядки таких аккумуляторов может примениться из примера ниже.

Данная схема состоит из стабилизатора тока в 1А. (задаётся резистором R5) на параметрическом стабилизаторе LM317D2T и импульсном регуляторе напряжения LM2576S-adj. Напряжение стабилизации, определяется обратной связью на 4-ю ногу стабилизатора напряжения, то есть соотношением сопротивлений R6 и R7, которыми на холостом ходу выставляется максимальное напряжение зарядки аккумулятора. Трансформатор должен на вторичной обмотке выдавать 4,2 – 5,2 В переменного напряжения. Тогда после стабилизации мы получим 4,2 – 5В постоянного напряжения, достаточного для заряда вышеупомянутого аккумулятора.

Никель – металл — гидридные аккумуляторы (NiMH) чаще всего можно встретить в исполнении корпусов стандартных батареек – это формфактор ААА (R03), АА (R6), D, С, 6F22 9В. Электрическая схема зарядного устройства для NiMH и NiCd аккумуляторов должна в себя включать нижеперечисленные функциональные возможности, связанные со спецификой алгоритма заряда этого типа аккумуляторов.

У различных аккумуляторов (даже с одинаковыми параметрами) со временем меняются химические и емкостные характеристики. В итоге возникает необходимость организовывать алгоритм заряда каждого экземпляра индивидуально, поскольку в процессе зарядки (особенно большими токами, что допускают никелевые аккумуляторы) избыточный перезаряд влияет на быстрый перегрев аккумулятора. Температура в процессе заряда выше 50 градусов из-за химически необратимых процессов распада никеля полностью погубит аккумулятор. Таким образом, электрическая схема зарядного устройства должна иметь функцию контроля температуры аккумулятора. Для увеличения срока службы и количества циклов перезаряда никелевого аккумулятора желательно каждую его банку разрядить до напряжения не ниже 0,9В. током порядка 0,3С от его ёмкости. К примеру, аккумулятор с 2500 – 2700 мА/ч. разрядить на активную нагрузку током в 1А. Так же зарядное устройство должно поддерживать зарядку с «тренировкой», когда в течении нескольких часов происходит циклический разряд до 0,9В с последующим зарядом током 0,3 – 0,4С. Исходя из практики таким образом можно оживить до 30% убитых никелевых аккумуляторов, причём никель-кадмиевые аккумуляторы «реанимации» поддаются гораздо охотнее. По времени заряда электрические схемы зарядных устройств могут делиться на «ускоренные» (ток заряда до 0,7С с временем полного заряда 2 – 2,5ч.), «средней длительности» (0,3 – 0,4С – заряд за 5 – 6ч.) и «классические» (ток 0,1С – время заряда 12 – 15ч.). Конструируя зарядное устройство для NiMH или NiCd аккумулятора, так же можно воспользоваться общепринятой формулой расчёта времени заряда в часах:

T = (E/I) ∙ 1.5

где Е – ёмкость аккумулятора, мА/ч.,
I – ток заряда, мА,
1,5 – коэффициент для компенсации КПД во момент зарядки.
К примеру, время заряда аккумулятора ёмкостью 1200 мА/ч. током 120 мА (0,1С) будет:
(1200/120)*1,5 = 15 часов.

Из опыта эксплуатации зарядных устройств для никелевых аккумуляторов стоит отметить, что чем ниже зарядный ток, тем больше циклов перезаряда перенесёт элемент. Паспортные циклы, как правило, производитель указывает при зарядке аккумулятора током 0,1С с наиболее длительным временем заряда. Степень заряженности банок зарядное устройство может определять через измерение внутреннего сопротивления за счёт разницы падения напряжения в момент заряда и разряда определённым током (метод ∆U).

Итак, учитывая всё вышеизложенное, одним из наиболее простых решений для самостоятельной сборки электрической схемы зарядного устройства и в то же время обладающей высокой эффективностью является схема Виталия Спорыша, описание которой без труда можно найти в сети.

Основными преимуществами данной схемы является возможность зарядки как одного, так и двух последовательно соединённых аккумуляторов, термоконтроль заряда цифровым термометром DS18B20, контроль и измерение тока в процессе заряда и разряда, автоотключение по завершению зарядки, возможность зарядки аккумулятора в «ускоренном» режиме. Кроме того, с помощью специально написанного программного обеспечения и дополнительной платы на микросхеме — преобразователе TTL уровней MAX232 возможен вариант контроля зарядки на ПК и дальнейшей её визуализации в виде графика. К недостаткам стоит отнести необходимость наличия независимого двухуровневого питания.

Аккумуляторы на основе свинца (Pb) довольно часто можно встретить в устройствах с большим потреблением тока: автомобилях, электромобилях, бесперебойниках, в качестве источников питания различного электроинструмента. Нет смысла перечислять их достоинства и недостатки, которые можно разыскать на многих сайтах на просторах сети. В процессе реализации электрической схемы зарядного устройства для таких аккумуляторов следует различать два режима зарядки: буферный и циклический.

Буферный режим зарядки предусматривает одновременное подключение к аккумулятору и зарядного устройства, и нагрузки. Такое подключение можно наблюдать в блоках бесперебойного питания, автомобилях, ветряных и солнечных энергосистемах. При этом, во время подзаряда устройство является ограничителем тока, а когда аккумулятор набирает свою ёмкость – переходит в режим ограничения напряжения для компенсации саморазряда. В этом режиме аккумулятор выступает в роли суперконденсатора. Циклический режим предусматривает отключение зарядного устройства по завершению зарядки и его повторное подключение в случае разряда батареи.

Схемных решений по зарядке данных аккумуляторов в Интернете достаточно много, поэтому рассмотрим некоторые из них. Для начинающего радиолюбителя для реализации простого зарядного устройства «на коленках» отлично подойдёт электрическая схема зарядного устройства на микросхеме L200C от STMicroelectronics. Микросхема представляет собой АНАЛОГОВЫЙ регулятор тока с возможностью стабилизации напряжения. Из всех преимуществ, которые имеет эта микросхема – это простота схемотехники. Пожалуй, на этом все плюсы и заканчиваются. Согласно даташиту на эту микросхему, максимальный ток заряда может достигать 2А, что теоретически позволит зарядить аккумулятор ёмкостью до 20 А/ч напряжением (регулируемым) от 8 до 18В. Однако, как оказалось на практике, минусов у этой микросхемы гораздо больше, чем плюсов. Уже при зарядке 12 амперного cвинцово-гелевого SLA аккумулятора током 1,2А микросхема требует радиатор площадью не менее 600 кв. мм. Хорошо подходит радиатор с вентилятором от старого процессора. Согласно документации к микросхеме, к ней можно прикладывать напряжение до 40В. На самом деле, если подать по входу напряжение более 33В. – микросхема сгорает. Данное зарядное требует довольно мощный источник питания, способный выдать ток не менее 2А. Согласно приведённой схеме вторичная обмотка трансформатора должна выдавать не более 15 – 17В. переменного напряжения. Значение выходного напряжения, при котором зарядное устройство определяет, что аккумулятор набрал свою ёмкость, определяется значением Uref на 4-й ножке микросхемы и задаётся резистивным делителем R7 и R1. Сопротивления R2 – R6 создают обратную связь, определяя граничное значение зарядного тока аккумулятора. Резистор R2 в то же время определяет его минимальное значение. При реализации устройства не стоит пренебрегать значением мощности сопротивлений обратной связи и лучше применять такие номиналы, какие указаны в схеме. Для реализации переключения зарядного тока лучшим вариантом станет применение релейного переключателя, к которому подключаются сопротивления R3 – R6. От использования низкоомного реостата лучше отказаться. Данное зарядное устройство способно заряжать аккумуляторы на свинцовой основе ёмкостью до 15 А/ч. при условии хорошего охлаждения микросхемы.

Существенно уменьшить габариты зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой ёмкости (до 20 А/ч.) поможет электрическая схема зарядного устройства на импульсном 3А. стабилизаторе тока с регулировкой напряжения LM2576-ADJ.

Для зарядки свинцово-кислотных или гелевых аккумуляторных батарей ёмкостью до 80А/ч. (к примеру, автомобильных). Отлично подойдёт импульсная электрическая схема зарядного устройства универсального типа представленная ниже.

Схема была успешно реализована автором этой статьи в корпусе от компьютерного блока питания ATX. В основе её элементной базы лежат радиоэлементы, большей частью взятые из разобранного компьютерного блока питания. Зарядное устройство работает как стабилизатор тока до 8А. с регулируемым напряжением отсечки заряда. Переменное сопротивление R5 устанавливает значение максимального тока заряда, а резистор R31 устанавливает его граничное напряжение. В качестве датчика тока используется шунт на R33. Реле K1 необходимо для защиты устройства от изменения полярности подключения к клеммам аккумулятора. Импульсные трансформаторы T1 и Т21 в готовом виде были так же взяты из компьютерного блока питания. Работает электрическая схема зарядного устройства следующим образом:

1. включаем зарядное устройство с отключённой батареей (клеммы зарядки откинуты)

2. выставляем переменным сопротивлением R31(на фото верхнее) напряжение заряда. Для свинцового 12В. аккумулятора оно не должно превышать 13,8 – 14,0 В.

3. При правильном подключении зарядных клемм слышим, как щёлкает реле, и на нижнем индикаторе видим значение тока заряда, которое выставляем нижним переменным сопротивлением (R5 по схеме).

4. Алгоритм заряда спроектирован таким образом, что устройство заряжает аккумулятор постоянным заданным током. По мере накопления ёмкости значение зарядного тока стремится к минимальному значению, а «дозаряд» происходит за счёт выставленного ранее напряжения.

Полностью посаженый свинцовый аккумулятор не включит реле, как и собственно саму зарядку. Поэтому важно предусмотреть принудительную кнопку подачи мгновенного напряжения от внутреннего источника питания зарядного устройства на управляющую обмотку реле К1. При этом следует помнить, что в момент нажатой кнопки защита от переполюсовки будет отключена, поэтому нужно перед принудительным пуском обратить особое внимание на правильность подключения клемм зарядного устройства к аккумулятору. Как вариант, возможен запуск зарядки от заряженного аккумулятора, а уж потом перебрасываем клеммы зарядки на требуемый посаженный аккумулятор. Разработчика схемы можно найти под ником Falconist на различных радиоэлектронных форумах.

Для реализации индикатора напряжения и тока была применена схема на pic-контроллере PIC16F690 и «супердоступных деталях», прошивку и описание работы которой можно найти в сети.

Данная электрическая схема зарядного устройства, конечно же, не претендует на звание «эталонной», но она в полной мере способна заменить дорогостоящие зарядные устройства промышленного производства, а по функциональности может даже значительно превзойти многие из них. В окончании стоит сказать, что последняя схема универсального зарядного устройства рассчитана главным образом на человека, подготовленного в радиоконструировании. Если же вы только начинаете, то лучше в мощном зарядном устройстве применить гораздо более простые схемы на обычном мощном трансформаторе, тиристоре и системе его управления на нескольких транзисторах. Пример электрической схемы такого зарядного устройства приведён на фото ниже.

Смотрите также схемы:

Схема автоматического зарядного устройства для сотовых телефонов

Сотовые телефоны комплектуются собственными зарядными устройствами. Эти зарядные устройства нельзя назвать универсальными. Поскольку разновидностей сотовых телефонов много, напряжение питания их аккумуляторов также различно. Так сотовый телефон фирмы Motorola нельзя заряжать с помощью зарядного устройства для сотового телефона фирмы Samsung Или Sony Ericsson не только потому, что телефоны имеют разные разъемы для подключения внешнего питания, но, главное, потому, что у этих телефонов различное номинальное напряжение аккумуляторных батарей.

Большинство современных моделей сотовых телефонов имеют встроенное «умное» устройство, автоматически прекращающее зарядку аккумулятора при достижении им полной емкости. Поэтому оставлять такие сотовые телефоны на постоянной подпитке от зарядного устройства практически безопасно для самого телефона и его аккумулятора. То же касается и зарядного устройства, включенного в осветительную сеть 220 В. Потребляемый ток (от сети 220 В) зарядным устройством очень мал, и не превышает 8— 10 мА (при полностью заряженном аккумуляторе). Внешне можно лишь зафиксировать незначительный (до +30 °С) нагрев корпуса зарядного устройства при зарядке телефона и охлаждение этого корпуса в режиме насыщенного аккумулятора.

Такое устройство можно собрать как по «классической» схеме, понизив сетевое напряжение обычным трансформатором и регулируя пониженное напряжение, так и по более современной импульсной схеме, поставив стабилизатор и высокочастотный преобразователь в высоковольтную часть схемы.

Преимущество «стандартной» компоновки схемы — простота схемы стабилизатора и большая безопасность при настройке схемы. Но есть и недостатки, отсутствующие в импульсной схеме— нужен трансформатор довольно больших размеров, сильный нагрев регулирующего транзистора, чувствительность схемы к колебаниям сетевого напряжения…

Импульсные источники питания работают на высокой частоте — десятки килогерц, поэтому трансформатор может быть буквально «микроскопическим» (трансформатор в виде куба со стороной 20 мм выдает в нагрузку до 3—5 Вт полезной мощности, т. е. до 1 А тока; ток в высоковольтной части схемы в коэффициент трансформации раз (30— 40) меньше тока в низковольтной части). Поэтому нагрев транзистора также значительно меньше, тем более что он работает в ключевом режиме; ну а благодаря ШИМ (широтно-импульсной модуляции) устройство будет нечувствительно к колебаниям сетевого напряжения в пределах 150— 250 В и более.

Для тех же, у кого нет штатного зарядного устройства (кто приобрел б/у сотовый телефон на распродаже), будет полезным самодельное зарядное устройство с индикацией состояния и автоматической регулировкой зарядного тока. Электрическая схема этого простого в повторении и налаживании устройства представлена ниже:

 

 

Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства для сотовых телефонов с индикацией состояния и автоматической регулировкой выходного тока

На схеме показано «классическое» зарядное устройство для заряда никель-металлогидридных (Ni-MH) и литиевых (Li-ion) аккумуляторов для сотовых телефонов с номинальным напряжением 3,6— 3,8 В.

Такое номинальное напряжение имеют аккумуляторные батареи сотовых телефонов Nokia различных модификаций (например, Nokia 3310, Nokia 1610 и др.). Однако спектр применения этого зарядного устройства можно сущест-

венно расширить таким образом, чтобы оно стало универсальным и помогало заряжать сотовые телефоны других фирм (с иным номинальном напряжением аккумулятора). Для переделки зарядного устройства (изменения значения выходного напряжения и тока) достаточно изменить в принципиальной схеме значения только некоторых элементов (VD2, R5, R6)— об этом написано чуть дальше.

Чтобы понять, какое номинальное напряжение аккумулятора у вашего сотового телефона, достаточно снять верхнюю крышку аппарата и рассмотреть запись на аккумуляторе.

Как правило, аккумуляторные батареи телефонов Nokia, Motorola, Sony Ericsson и некоторых моделей Samsung имеют номинальное напряжение 3,6— 3,8 В. Это наиболее популярное напряжение среди современных моделей сотовых телефонов.

Первоначальный ток зарядного устройства 100 мА. Это значение определяется выходным напряжением вторичной обмотки трансформатора Т1 и величиной сопротивления резистора R2. Оба эти параметра можно корректировать, подбирая другой понижающий трансформатор или иное сопротивление ограничивающего резистора.

Переменное напряжение осветительной сети 220 В понижается силовым трансформатором Т1 до 10 В на вторичной обмотке, затем выпрямляется диодным выпрямителем (собранном по мостовой схеме) VD1 и сглаживается оксидным конденсатором С1.

Выпрямленное напряжение через токоограничивающий резистор R2 и усилитель тока на транзисторах VT2, ѴТЗ (включенные по схеме Дарлингтона) поступает через разъем XI на аккумулятор и заряжает его минимальным током. При этом свечение светодиода HL1 свидетельствует о наличии зарядного тока в цепи. Если данный светодиод не светится, то значит аккумулятор заряжен полностью, или в цепи зарядки нет контакта с нагрузкой (аккумулятором).

Свечение второго индикаторного светодиода HL2 в самом начале процесса зарядки не заметно, т. к. напряжения на выходе зарядного устройства недостаточно для открывания транзисторного ключа VT1. В это же самое время составной транзистор ѴТ2, ѴТЗ находится в режиме насыщения и зарядный ток присутствует в цепи (протекает через аккумулятор).

Как только напряжение на контактах аккумулятора достигнет значения 3,8 В (что говорит о полностью заряженном аккумуляторе), стабилитрон VD2 открывается, транзистор VT1 также открывается и загорается светодиод HL2, а транзисторы ѴТ2, ѴТЗ соответственно закрываются и зарядной ток в цепи питания аккумулятора (X1) уменьшается почти до нуля.

Для полноценного и эффективного налаживания устройства потребуются два однотипных аккумулятора для сотового телефона с номинальным напряжением 3,6—3,8 В. Один аккумулятор полностью разряженный, а другой соответственно полностью заряженный штатным зарядным устройством, идущим в комплекте вместе с сотовым телефоном.

Налаживание сводится к установке максимального зарядного тока и напряжения на выходе устройства, при котором светится светодиод HL2. Этот максимальный ток устанавливается опытным путем так.

К выходу зарядного устройства (точки А и Б, разъема X1, см. рис. 1.7) через (последовательно соединенный) миллиамперметр постоянного тока подключают заведомо разряженный сотовый телефон, например, фирмы Nokia 3310 (который после длительной эксплуатации выключился сам из-за разряженной аккумуляторной батареи), и подбором сопротивления резистора R2 выставляют ток 100 мА. Для этой цели удобно использовать стрелочный миллиамперметр М260М с током полного отклонения 100 мА. Однако можно использовать и иной аналогичный прибор, в том числе стрелочный ампервольтметр (тестер) Ц20, Ц4237 (и подобные им), включенный в режиме измерения тока на пределе 150—250 мА. В этой связи применять цифровой тестер не желательно из-за инерции считывания и индикации показаний.

После этого (предварительно отключив зарядное устройство от сети переменного тока) эмиттер транзистора ѴТЗ отпаивают от других элементов схемы и вместо сотового телефона с «севшим» аккумулятором к точкам А и Б на схеме подключают сотовый телефон с нормально заряженным аккумулятором (для этого переставляют аккумуляторы в одном и том же телефоне). Теперь подбором сопротивления резисторов R5 и R6 добиваются зажигания светодиода HL2. После этого эмиттер транзистора ѴТЗ подключают к другим элементам согласно схеме.

Трансформатор Т1 любой, рассчитанный на питание от осветительной сети 220 В 50 Гц с вторичными (вторичной) обмотками, выдающими напряжение 10— 12 В переменного тока, например, ТПП 277-127/220-50, ТН1-220-50 и аналогичный.

Транзисторы VT1, VT2 типа КТ315Б—КТ315Е, КТ3102А—КТ3102Б, КТ503А— КТ503В, KT3117A или аналогичные по электрическим характеристикам. Транзистор ѴТЗ — из серий КТ801, КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Необходимости в установке этого транзистора на теплоотвод нет.

К точкам А и Б (на схеме) припаивают штатный провод от зарядного устройства сотового телефона соответствующей модели с тем, чтобы оконечный разъем на другом конце этого провода подходил к разъему сотового телефона.

Все постоянные резисторы (кроме R2) типа МЛТ-0,25, MF-25 или аналогичные. R2 — с мощностью рассеяния 1 Вт.

Оксидный конденсатор С1 типа К50-24, К50-29 на рабочее напряжение не ниже 25 В или аналогичный. Светодиоды HL1, HL2 типа АЛ307БМ. Светодиоды можно применить и другие (для индикации состояния различными цветами), рассчитанные на ток 5— 12 мА.

Диодный мост VD1 — любой из серии КЦ402, КЦ405, КЦ407. Стабилитрон VD2 определяет напряжение, при котором зарядной ток устройства уменьшится почти до нуля. В данном исполнении необходим стабилитрон с напряжением стабилизации (открывания) 4,5—4,8 В. Указанный на схеме стабилитрон можно заменить КС447А или составить из двух стабилитронов на меньшее напряжение, включив их последовательно. Кроме того, как было отмечено ранее, порог автоматического отключения режима зарядки устройства можно корректировать изменением сопротивления делителя напряжения, состоящего из резисторов R5 и R6.

Элементы устройства монтируют на плате из фольгированного стеклотекстолита в пластмассовый (диэлектрический) корпус, в котором просверливают два отверстия для индикаторных светодиодов. Хорошим вариантом (использованным автором) является оформление платы устройства в корпус от использованной батареи типа А3336 (без понижающего трансформатора).

Альтернативный вариант зарядного устройства можно собрать с помощью импульсного стабилизатора напряжения, который рассмотрим далее.

Литература: Андрей Кашкаров — Электронные самоделки

Схема простого зарядного устройства аккумулятора » Паятель.Ру

Нарушение режима эксплуатации аккумулятора (вследствие неправильной работы реле-регулятора автомобиля, или длительного хранения) почти всегда приводит к сульфатизации пластин. В результате внутреннее сопротивление батареи возрастает, и даже в заряженном виде она не может выдать необходимый пусковой ток. Наиболее простой способ реанимации такой батареи это зарядка в тренировочном режиме, когда за один период сетевого напряжение происходит зарядка аккумулятора током в 5-10 ниже емкости батареи, в течении одного полупериода, и разрядка током в 50-100 раз ниже емкости батареи.

Обычно, после десяти часов такого режима большинство засульфатизированных аккумуляторов приходит в норму.

На рисунке показана схема простейшего устройства, реализующего такой режим. Во время положительного полупериода на базе составного транзистора появляется открывающее напряжение, которое устанавливается резисторами R1 и R2. Транзистор открывается и через него на аккумулятор поступает зарядный ток. Величина этого тока зависит от степени открывания VT1, а значит от положения движка R2. Зарядный ток, протекающий через батарею измеряется амперметром Р1.

С переходом сетевого напряжения через нуль транзистор VT1 закрывается, и в течении отрицательной полуволны сетевого напряжения происходит разрядка аккумулятора через мощный резистор R3.

Вольтметр Р2 служит для наблюдения за напряжением на аккумуляторе. Нельзя допускать чтобы оно было больше 14В.

Если аккумулятор сильно засульфатизирован, его внутреннее сопротивление будет велико, и даже при небольшом токе зарядки на нем будет падать повышенное напряжение (16-17В), этого допускать нельзя, и на первом этапе реанимации нужно резистором R2 установить такой ток, при котором напряжение на аккумуляторе будет не больше 14-14,5В, а затем, через 15-30 минут, постепенно увеличивать ток наблюдая чтобы напряжение не превышало 14 В.

Максимальный ток, который выдает это устройство, до 15 А, при необходимости ускоренной зарядке аккумулятора, можно устанавливать ток 10-12 А. Но при этом нужно следить за тем чтобы электролит не закипал (снять одну из крышечек, и если будет видно активное пузырение, уменьшить ток до такого уровня чтобы его не было).

Диоды Д242 можно заменить любыми другими диодами на ток не ниже 10 А, например КД213, Д243, КД202. Транзистор КТ827 можно заменить на КТ825, но при этом изменить полярность подключения диодов, Р1, Р2 и аккумулятора.

Амперметр Р1 — на ток до 3-5 А, но его шкалу нужно переградуировать, потому что его показания будут в 2,5 раза занижены, то есть если амперметр показывает 3 А, то на самом деле это 7,5 А. Вольтметр любой постоянного тока. Показания вольтметра корректировать не нужно, но они будут реальными только при подключенном аккумуляторе.

В качестве основы для трансформатора используется силовой трансформатор ТС200 (можно и ТС 180) от старых ламповых телевизоров. Нужно удалить все его вторичные обмотки, затем намотать новые, — две обмотки по 40 витков (на разных катушках трансформатора). А затем соединить их так же как соединены сетевые обмотки.

Транзистор и диоды должны быть на радиаторах, особенно транзистор. В качестве радиатора для транзистора можно использовать металлический корпус устройства, но при этом не соединять его с другими цепями, либо изолировать транзистор диэлектрическими прокладками (слюда).

Для диодов в качестве радиатора можно использовать металлический кронштейн площадью не менее 50 см2, который укрепить внутри корпуса на изоляционных стойках, чтобы он не имен контакта с корпусом устройства.

Схемы зарядных устройств и выпрямителей для аккумуляторов

Наиболее выгодными и удобными источниками питания карманных приемников являются герметизированные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые отличаются высокой удельной емкостью, большой механической прочностью, малым внутренним сопротивлением и, самое главное, возможностью многократного их применения после соответствующей зарядки. Они выдерживают большое число циклов заряд-разрядов, что обеспечивает большой срок службы.

Заряжать аккумуляторы можно от любого источника постоянного тока, обеспечивающего нормальный зарядный ток. Чтобы не испортить аккумуляторы при заряде, необходимо строго соблюдать полярность включения и не превышать зарядный ток, указанный в таблице, в противном случае отдельные аккумуляторные элементы разрушатся (могут взорваться). Не рекомендуется также разряжать аккумулятор до напряжения ниже 1 в (на элемент).

Таблица

Схема простого зарядного устройства

Простейшая схема выпрямительного устройства для зарядки аккумуляторной батареи от сети переменного тока приведена на рис. 1. Как видно из рисунка, в качестве вентиля использован диод Д1, который пропускает ток только в прямом направлении.

При подключении к выпрямителю переменного напряжения через диод, а следовательно, и через аккумулятор Ак будут протекать отдельные импульсы электрического тока одного направления. Такой ток называется пульсирующим.

Рис. 1. Схема бестрансформаторного зарядного устройства для аккумуляторов 7Д-0,1.

Резисторы R1, R2 служат для ограничения величины зарядного тока до требуемой величины. На рис. 1 приведены сопротивления резисторов для зарядки аккумуляторов типа 7Д-0,1.

Переключатель В1 позволяет включать выпрямитель для работы от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в. Выпрямители, предназначенные для зарядки аккумуляторов, называют зарядными устройствами (ЗУ).

Недостатком приведенной схемы является наличие гасящих резисторов, на которых бесполезно рассеивается мощность. Нагрев резисторов приводит к повышению температуры корпуса, в котором обычно монтируется ЗУ, а это резко снижает величину допустимого обратного напряжения диода и может привести к выходу его из строя.

Зарядное устройство с конденсатором

Наибольшее распространение находят зарядные устройства, в которых в качестве ограничительного сопротивления используется безваттное сопротивление —  конденсатор постоянной емкости (рис 2).

Работает такое ЗУ следующим образом. Во время одного полупериода переменного напряжения, когда на гнезде 1 питающей сети получается положительная полярность, а на гнезде 2 отрицательная, через диод Д1 проходит ток, заряжающий конденсатор С1.

Рис. 2. Схема бестрансформаторного зарядного устройства с конденсатором для аккумуляторов.

При этом правая обкладка конденсатора С1 оказывается заряженной положительно. В следующий полупериод, когда полярность напряжения на гнездах 1— 2 изменится, происходит перезарядка конденсатора С1 и через диод Д2 и аккумулятор пройдет импульс тока, величина которого зависит (при данных напряжениях сети и аккумулятора) от емкости конденсатора С1.

Таким образом, изменяя емкость этого конденсатора, можно изменять величину зарядного тока. Рабочее напряжение конденсатора С1 должно быть не менее 350 и 600 в для сети 127 и 220 в соответственно.

Конденсатор С1 должен быть обязательно бумажным. Необходимую емкость обычно получают путем параллельного соединения нескольких конденсаторов с различными номиналами.

Зарядное устройство с диодным мостом

На рис. 3 представлен другой вариант ЗУ, которое используется для зарядки аккумулятора типа 7Д-0.1 в приемнике «Селга». В этом устройстве выпрямительная часть собрана по обычной мостовой схеме па диодах Д1— Д4.

Для получения необходимого зарядного тока используются конденсаторы С1, С2 типа МБМ, сравнительно небольшой емкости, что является преимуществом этой схемы по сравнению с предыдущей.

Рис. 3. Другой вариант ЗУ, которое используется для зарядки аккумулятора типа 7Д-0,1.

При напряжении сети 127 в, переключателем В1 оба конденсатора соединяют параллельно. Резистор R1 ограничивает максимальную величину импульса тока.

Резистор R2 служит для разрядки конденсаторов после отключения ЗУ от сети. (R2 — 470 ком).

Выпрямитель для зарядки аккумуляторов

Для зарядки аккумуляторов напряжением 2,5 или 3,75 а можно воспользоваться схемой ЗУ, приведенной на рис. 4. Подобным устройством снабжены приемники «Космос».

По этой же схеме смонтированы и ЗУ приемников «Рубин», «Сюрприз» и др. Сопротивление резисторов R3, R2 выбирают равными: 620 ом — для зарядки аккумуляторов типа 2Д— 0,1. 3 ком — для аккумуляторов типа 2Д— 0,06 и 1,6 ком — для аккумуляторов типа ЗД— 0,1.

Рис. 4. Схема для зарядки аккумуляторов напряжением 2,5 или 3,75.

Выпрямитель собран по двухполупериодной схеме на диодах Д1, Д2 Функции гасящих резисторов выполняют конденсаторы С1, С2, соединенные последовательно.

При работе ЗУ от сети напряжением 127 а, конденсатор С1 замыкается переключателем В1. Такая схема переключения позволяет использовать конденсаторы с меньшим рабочим напряжением.

Резисторы R2, R3 и R1 имеют то же назначение, что и соответствующие резисторы R1 и R2 в схеме рис. 3 .

Зарядно-питающий блок

На рис. 5 приведена схема зарядно-питающего блока, основной частью которого является выпрямитель со стабилизацией выходного напряжения. С помощью ручного регулятора выходное напряжение может быть установлено в пределах 1— 14 а при токе нагрузки до 300 ма.

Выпрямитель собран по двухполупериодной мостовой схеме на диодах Д1— Д4. Выпрямленное напряжение поступает на вход транзисторного стабилизатора, смонтированного на составном транзисторе Т1.Т2 и стабилитроне Д5, создающем опорное напряжение на базе транзистора Т1 Напряжение на выходе такого стабилизатора (гнездах Гн1, Гн2) близко к опорному, поэтому если его изменять с помощью потенциометра R1 будет изменяться и напряжение на нагрузке.

Подобная схема стабилизатора позволяет получить стабилизированное напряжение с малым внутренним сопротивлением источника питания и с малым коэффициентом пульсаций, что обеспечивает высокое качество звучания транзисторного приемника при питании его от сети.

При использовании блока для зарядки аккумуляторов переключатель В1 устанавливается в положение 1. Аккумулятор присоединяют к гнездам Гн3, Гн4. Сопротивление резистора R4 зависит от типа аккумулятора, используемого в приемнике, и подбирается опытным путем.

Чтобы ослабить помехи, проникающие из сети в цепи приемника, между обмотками / и // трансформатора Тр1 имеется электростатический экран, а каждая из секций Іа, 1б заблокирована конденсаторами С1, С2.

Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике УШ16, толщина набора 32 мм. Обмотка /а содержит 1270 витков провода ПЭВ-1 0,15; обмотка 1б — 930 витков провода ПЭВ-1, 0,12.

Электростатический экран имеет один слой провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка П содержит 160—170 витков провода ПЭВ-1 0,47. В качестве изоляционных прокладок между обмотками и электростатическим экраном используют тонкую вощенную бумагу (1— 2 слоя).

Практически при изготовлении такого блока можно использовать любой трансформатор питания, у которого оставляют только сетевую обмотку, а число витков обмотки накала увеличивают в 2,5— 3 раза.

В блоке можно использовать транзисторы П13—П16, МП39—МП42, МП104— МП 106 (Т1), П201—П203, П213, П214 (Т2), диоды Д7, Д226, конденсаторы К50— 6, резисторы МЛТ, СП и др.

Рис. 5. Схема зарядно-питающего блока.

Конструктивное оформление устройства может быть самым различным. Если все детали исправны и при монтаже не допущено ошибок, оно сразу начинает работать. После включения в сеть, переключатель В1 устанавливают в положение 2 и измеряют напряжение на гнездах Гн1, Гн2.

При вращении ручки потенциометра R1 по часовой стрелке выходное напряжение должно плавно изменяться от нуля до значения, соответствующего напряжению стабилизации стабилитрона.

Затем включают миллиамперметр последовательно со стабилитроном (в точку «а») и подбирают сопротивление резистора R2 так, чтобы при отсутствии нагрузки ток через стабилитрон был равен .15— 20 ма. На этом налаживание заканчивается.

Для удобства работы шкалу потенциометра R1 желательно проградуировать в вольтах.

Подобный зарядно-питающий блок представляет интерес для радиолюбителей, занимающихся конструированием различной транзисторной аппаратуры В том случае, если от блока требуется получить фиксированное напряжение 6, 9, 12 а, нужно потенциометр R1 из схемы исключить и базу транзистора Т1 присоединить к верхнему (по схеме) концу резистора R2.

Для получения напряжения порядка 6 а надо использовать стабилитрон типа КС156А, 9 в — Д809, 12 а— Д813. После установки нужного стабилитрона, резистором R2 устанавливают необходимый ток стабилизации: порядка 20— 25 ма для стабилитрона Д809, 14— 16 ма для стабилитрона Д813 н 45— 50 ма для стабилитрона КС156А.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Схемы зарядных устройств для аккумуляторов и батарей

Зарядное устройство для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА от USB

Несмотря на то, что сейчас есть очень много портативной аппаратуры, питающейся от встроенных аккумуляторов, остается еще и много аппаратуры, рассчитанной на питание от гальванических элементов типо-размера «ААА» или «АА». Это создает определенные трудности эксплуатации, потому …

1 414 0

Простейшее зарядное устройство для двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов типа AA

Сейчас уже почти вся портативная электроника питается от встроенных аккумуляторов и заряжается от универсальных зарядных устройств с разъемами типа USB. Но, несмотря на это, большинство портативных радиовещательных приемников по-прежнему питаются от гальванических батарей …

1 335 0

Блок заряда и питания от Li-ion аккумулятора для пульта управления

ИК — пульт дистанционного управления (ИК ПДУ) Lotos модели RM-909E позволяет управлять десятью единицами разных видов бытовой техники, содержит в своей базе сотни групп кодов, которые подходят для нескольких тысяч моделей телевизоров, DVD-проигрывателей и другого мультимедийного оборудования.

0 758 0

Схема устройства питания на основе миниатюрного аккумулятора 3.7В-4.2В от сотового телефона

Еще совсем недавно, да впрочем, и сейчас, есть много аппаратуры, питающейся от гальванических батарей, обычно, это два элемента по 1,5V, то есть 3V. Это и пульты ДУ, и приемники, и игрушки и многое еще чего Конечно, есть альтернатива, — «пальчиковые» аккумуляторы по 1.2V. Но тут две …

4 952 0

Схема зарядного устройства для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов

Самодельное зарядное устройство для никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов, принципиальная схема. Чтобы аккумулятор служил долго нужно обеспечить его оптимальный режим, как зарядки, так и разрядки. Никель-кадмиевым аккумуляторам присущ так называемый «эффект памяти». Заключающийся в том, что …

1 1990 1

Схема зарядного устройства с таймером для АА и ААА аккумуляторов

Зарядные устройства, продающиеся в магазинах обычно очень просты и обеспечивают быстрый режим заряда, при котором аккумулятор стареет значительно быстрее. Более безопасно заряжать аккумулятор номинальным зарядным током (0,2 от паспортной емкости), но это требует много времени, и это время …

1 2077 2

Зарядные устройства для телефона в автомобиле, две схемы

Схема зарядного устройства показана на рисунке 2, это DC-DC преобразователь, дающий стабильное напряжение +5V при токе до 0,5А, и входном напряжении в пределах 7-18V. Посмотрев на схему, может возникнуть вопрос, — зачем такие сложности, когда, казалось бы, можно обойтись одной «кренкой»? Вопрос …

0 1899 0

Как использовать зарядку от телефона +5В для NiCd и NiMH аккумуляторов

Принципиальная схема приставки к сетевому адаптеру мобильного телефона, что позволяет заряжать NiCd и NiMH аккумуляторы. Стоимость «сухих батареек» сейчас уже достаточно высока, и вполне сравнима со стоимостью аккумуляторов. Но аккумуляторы можно заряжать. В большинстве устройств, питающихся от «сухих элементов» напряжением 1,5V …

1 3592 0

Автоматическое зарядное устройство для кислотно-свинцовых батарей

После преждевременного выхода из строя аккумулятора в одном из многих устройств(вероятно, из-за того, что я забыл сделать подзарядку согласно рекомендуемому графику), я начал искать автоматическое зарядное устройство. SLA-батареи обычно называют гелеевыми элементами, так как электролит представляет …

2 3741 0

Зарядное устройство для ноутбука ASUS М5200

Я владелец малогабаритного ноутбука ASUS М5200. По роду деятельности мне приходится много ездить, и ноутбук постоянно со мной. В поездке пользуюсь ноутбуком эпизодически. К сожалению, штатный аккумулятор ноутбука довольно быстро разряжается, причем это происходит в самый неподходящий …

1 2487 0

1 2  3  4  5  … 8 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

зарядные устройства

                           СТАБИЛИЗАТОР ТОКА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ

Если в вашем хозяйстве есть какие — либо аккумуляторные батареи — вы можете самостоятельно изготовить простые стабилизаторы тока для их зарядки.

Рассмотрим сначала фабричное зарядное устройство типа «Электроника» ЗУ-05: 

Как видно из принципиальной схемы — это устройство собрано по так называемой бестрансформаторной схеме с реактивным сопротивлением (конденсаторы С1 и С2). Данное устройство предназначено для заряда от 1 до 4 аккумуляторов стабильным током 130 миллиампер. Если исключить из схемы один из реактивных конденсаторов — ток заряда уменьшится в два раза и составит 65 миллиампер. Аккумуляторы подключаются параллельно стабилитронам с соблюдением полярности. Отдельно следует сказать о стабилитронах. Эти стабилитроны служат эквивалентами аккумуляторных элементов для того, чтобы можно было заряжать одновременно от 1 до 4 элементов без использования переключателя. Когда элемент вставлен в ЗУ — на нем падает некоторое напряжение (зависит от степени заряда аккумулятора), которое может колебаться от 0,8 до 1,5 вольт (меньшее значение — при разряженном аккумуляторе, большее — при полностью заряженном). Это напряжение меньше, чем напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон закрыт. Если в ячейку не вставлен аккумулятор — стабилитрон открывается и пропускает ток. В данной схеме следует применять конденсаторы, рассчитанные на использование в цепях переменного тока (в заводском варианте применены конденсаторы типа К73-17С на рабочее напряжение 250 вольт). Если на место этих конденсаторов ставить конденсаторы, рассчитанные на постоянное напряжение — минимальное рабочее напряжение этих конденсаторов следует выбирать не менее 600 вольт. Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов после отключения ЗУ от сети и на работу устройства не влияет. Его номинал может быть от 300 до 820 килоом. Резистор R2 должен иметь мощность рассеяния не менее 1 ватта. Этот резистор обеспечивает питание индикаторного светодиода. Свечение этого светодиода говорит о том, что через аккумуляторы течет ток зарядки…

Перед включением зарядного устройства в сеть — подключите аккумуляторные элементы!  Эксплуатируя данное устройство следует помнить, что его выходные клеммы имеют электрический контакт с сетью. Нельзя касаться во время работы ЗУ к его выходных клеммам  — можно получить удар электрическим током!

Схема более сложного зарядного устройства приведена ниже: 

Стабилизатор представляет собой простое устройство для поддержания стабильного тока на выходе.

Рассмотрим подробно работу стабилизатора: Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора. Со вторичной обмотки снимается низкое напряжение для питания устройства. Напряжение выпрямляется при помощи диодного моста. Пульсации сглаживаются при помощи конденсатора С1. На элементах R1-VD1 собран стабилизатор напряжения для питания базовой цепи транзистора. При помощи переменного резистора R2 можно регулировать ток стабилизации. При подаче на базу транзистора определенного напряжения — на эмиттере транзистора появляется напряжение, практически равное напряжению смещения на базу (на самом деле напряжение на эмиттере будет несколько ниже — на величину падения на переходе База-Эмиттер). Это напряжение будет оставаться неизменным несмотря на изменение сопротивления в цепи коллектора транзистора (любой источник тока — аккумулятор или гальванический элемент — обладает определенным внутренним сопротивлением, поэтому его можно рассматривать в данной схеме, как сопротивление нагрузки в коллекторной цепи транзистора). По мере заряда аккумулятора  — его внутреннее сопротивление уменьшается, что может привести к значительному увеличению зарядного тока, если не предусмотреть мер по стабилизации тока.

Максимальный ток, который можно получить от такого стабилизатора — зависит от сопротивления резистора R3 в эмиттерной цепи и от напряжения на базе транзистора. Напряжение на базе транзистора в данном случае ограничено при помощи стабилизатора напряжения и не может быть более 3,3 вольта. Резистор в эмиттерной цепи выбран номиналом в 33 ома. Исходя из этих данных — максимальный зарядный ток не может быть более I = U/R  , то есть не более 3,3-0,7(падение напряжения на переходе транзистора)/33 = 78 миллиампер.

О деталях: трансформатор использован готовый — типа ТВК-110Л от лампового черно-белого телевизора. Он имеет три обмотки. Для наших целей нужно использовать обмотку с максимальным сопротивлением (сетевая обмотка) и намотанную толстым проводом (вторичная обмотка). На вторичной обмотке после выпрямления получаем напряжение около 20 вольт, поэтому рабочее напряжение конденсатора С1 должно быть не менее 25 вольт. Емкость этого конденсатора может быть в пределах 200…1000 микрофарад. Вместо стабилитрона КС133А можно применить КС433А. Не стоит использовать стеклянные стабилитроны (с буквой «Г») — режим работы этой детали довольно жесткий — стеклянный стабилитрон может выйти из строя от перегрева. Переменный резистор может быть любого типа, номиналом от 750 ом до 3,3 килоом. Транзистор можно заменить на КТ829. Транзистор обязательно должен быть снабжён пластиной — теплоотводом, площадью не менее 50 квадратных сантиметров. В качестве теплоотвода можно применить медную или алюминиевую пластинку с размерами не менее, чем 5 на 5 сантиметров и толщиной не менее 1 миллиметра. Для уменьшения габаритов теплоотвода — пластинку можно согнуть, например в виде П-образной скобки. Здесь можно использовать и готовый теплоотвод промышленного производства с соответствующей площадью поверхности. Очень удобен  такой вариант, когда задняя стенка корпуса ЗУ изготовлена из металла и является теплоотводом для транзистора (только желательно в этом случае крепить транзистор к теплоотводу через изоляционную пластинку, например из слюды). Резистор R3 должен быть рассчитан на мощность рассеяния не менее 2 ватт. Приблизительно можно подсчитать мощность рассеивающуюся на этом резисторе по формуле P= U*I (падение напряжения на резисторе, умноженное на протекающий в его цепи ток), то есть 3,3(вольта)*0,1(ампера) = 0,33 (ватта). На самом деле, казалось бы, что можно применить резистор с мощностью 0,5 ватта, но при этом температура корпуса резистора будет более 100 градусов, что приведет к нагреву всего блока и, в конечном счете, к понижению надежности всей схемы. Вместо диодного моста можно применить четыре отдельных диода на выпрямленный ток не менее 100 миллиампер, например типа КД105, КД208, Д226 и т.п. Измерительного прибора (А) может и не быть, если на ось переменного резистора надеть ручку — «клювик»  и произвести предварительно градуировку, используя, например, цифровой миллиамперметр типа DT830. Можно также изготовить стабилизатор тока на несколько фиксированных значений, равных 1/10 от ёмкости имеющихся у вас аккумуляторов, но тогда переменный резистор удобнее  заменить подстроечным и вместо резистора R3 использовать несколько штук, произведя предварительно их расчёт на требуемые величины тока стабилизации. Переключать резисторы (во избежании порчи транзистора) нужно так называемым «безобрывным» переключением, фрагмент схемы которого приведён ниже.  Вторую секцию переключателя в данном варианте удобно использовать и для коммутации сетевого напряжения (попросту говоря — использовать в режиме выключателя). 

Окончательно ток стабилизации подстраиваем при помощи резистора в цепи базы на одном из режимов. Точность поддержания тока на остальных режимах будет зависеть от точности выбора соответствующих резисторов.

Для стабилизации тока зарядки вполне можно использовать и микросхемы-стабилизаторы напряжения. Для примера ниже показана схема простого стабилизатора тока на микросхеме КР142ЕН12:

В данной схеме величина сопротивления резистора зависит от тока стабилизации схемы. Примерно величину этого резистора можно подсчитать по формуле (ВАЖНО! Сопротивление получим в Килоомах!!!).

Где In -ток нагрузки в Миллиамперах, 1,2 минимальное напряжение стабилизации данной микросхемы. Если использовать в качестве микросхемы, например 5-вольтовую КРЕН-ку, следует в формуле соответственно изменить данный коэффициент.

Данную схему удобно применить для питания мощных светодиодов… Только не следует забывать об эффективном теплоотводе от корпуса микросхемы, так как микросхема при работе существенно греется… Кстати — для приобретения теплоотводов могу порекомендовать неплохой Китайский сайт www.tinydeal.com  — здесь вы сможете найти недорогие  (правда и небольшие!) теплоотводы и другую полезную мелочь. Сайт работает с клиентами всего Мира, зарегистрированными в системе PayPal. Если вы испытываете затруднения с приобретением товаров на этом сайте — пишите мне на мой е-мэйл и я постараюсь вам помочь. В своей «помощи» я использую только предоплату и платежную систему QIWI. Имейте это ввиду (а также некоторый процент, получамый мною за посредничество).

Несколько слов об «малоомных» резисторах. Их можно получить либо из провода с высоким удельным сопротивлением (например — Нихром), либо путем параллельного соединения нескольких с большими номиналами. Если взять, к примеру, несколько «одноомных» резисторов и включить их в параллель, то получим общее сопротивление в N  раз меньшее, чем у первоисточников… Для примера: Имеем 5 резисторов по 15 Ом, включаем из в парралель  — получаем резистор с номиналом 15/5=3 Ома. При этом еще и суммируется максимальная мощность, которую можно рассеять на этих резисторах…

Для зарядки маломощных аккумуляторов также можно использовать и нетрадиционные источники энергии. Об использовании энергии солнца мы уже с вами беседовали (смотри ссылку). Также возможно использование «бесплатной» природной энергии ветра и воды…

Если задуматься —  для зарядки аккумуляторов можно использовать обычную радиотрансляционную сеть! Простейшая схема такого «девайса»  показана ниже:

Схема представляет собой двухполупериодный выпрямитель, нагруженный на батарею из четырех никель-кадмиевых аккумуляторов. Для исключения перезарядки аккумуляторов в качестве первого диода применен стабилитрон. В качестве второго диода использован светодиод — он также служит и для индикации режима заряда. Конденсатор в данной схеме должен быть на рабочее напряжение не менее 100 (лучше на 200) вольт!

Рисунок печатной платки приведен ниже:

Позже я расскажу вам, как использовать данный принцип в трансляционной радиоточке для приема радиостанции «Маяк».

Разработка индивидуальной схемы зарядного устройства

Я разработал и опубликовал множество схем зарядного устройства на этом веб-сайте, однако читатели часто путаются при выборе правильной схемы зарядного устройства для своих индивидуальных приложений. И я должен подробно объяснить каждому из читателей, как настроить данную схему зарядного устройства для их конкретных нужд.

Это отнимает много времени, так как это то же самое, что я должен время от времени объяснять каждому из читателей.

Это побудило меня опубликовать этот пост, в котором я попытался объяснить стандартную конструкцию зарядного устройства и способы ее настройки несколькими способами в соответствии с индивидуальными предпочтениями с точки зрения напряжения, тока, автоматического отключения или полуавтоматических операций.

Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение

Три основных параметра, которые требуются всем аккумуляторам для оптимальной и безопасной зарядки:

1. Постоянное напряжение.
2. Постоянный ток.
3. Автоотключение.

Итак, по сути, это три основные вещи, которые необходимо применить для успешной зарядки аккумулятора, а также убедиться, что это не влияет на срок службы аккумулятора.

Несколько расширенных и дополнительных условий:

Управление температурой.

и Пошаговая зарядка.

Два вышеуказанных критерия особенно рекомендуются для литий-ионных аккумуляторов, в то время как они могут быть не столь важны для свинцово-кислотных аккумуляторов (хотя нет никакого вреда в их реализации для тех же самых)

Давайте разберемся с вышеуказанными условиями поэтапно и посмотрите, как можно настроить требования в соответствии со следующими инструкциями:

Важность постоянного напряжения:

Все батареи рекомендуется заряжать при напряжении, которое может быть примерно на 17-18% выше, чем напряжение батареи, указанное на бумаге. , и этот уровень не должен сильно увеличиваться или колебаться.

Следовательно, для аккумулятора 12 В значение составляет около 14,2 В, и его не следует сильно увеличивать.

Это требование называется требованием постоянного напряжения.

При наличии большого количества микросхем стабилизаторов напряжения на сегодняшний день создание зарядного устройства с постоянным напряжением занимает считанные минуты.

Самыми популярными среди этих микросхем являются LM317 (1,5 ампер), LM338 (5 ампер), LM396 (10 ампер). Все это микросхемы регулируемого регулятора напряжения, которые позволяют пользователю устанавливать любое желаемое постоянное напряжение в любом месте от 1.От 25 до 32 В (не для LM396).

Вы можете использовать IC LM338, который подходит для большинства батарей для достижения постоянного напряжения.

Вот пример схемы, которую можно использовать для зарядки любой батареи от 1,25 до 32 В с постоянным напряжением.

Схема зарядного устройства постоянного напряжения

Варьирование потенциометра 5 кОм позволяет установить любое желаемое постоянное напряжение на конденсаторе C2 (Vout), которое можно использовать для зарядки подключенного аккумулятора по этим точкам.

Для фиксированного напряжения вы можете заменить R2 на фиксированный резистор, используя следующую формулу:

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

Где VREF = 1,25

Поскольку IADJ слишком мал его можно игнорировать

Хотя может потребоваться постоянное напряжение, в местах, где напряжение от входной сети переменного тока не меняется слишком сильно (вполне приемлемо повышение / понижение на 5%), можно полностью исключить указанную выше схему и забыть о ней. коэффициент постоянного напряжения.

Это означает, что мы можем просто использовать трансформатор с правильными номиналами для зарядки аккумулятора, не учитывая условия постоянного напряжения, при условии, что входная сеть достаточно надежна с точки зрения его колебаний.

Сегодня, с появлением устройств SMPS, вышеупомянутая проблема полностью становится несущественной, поскольку все SMPS являются источниками питания постоянного напряжения и обладают высокой надежностью с учетом своих характеристик, поэтому, если доступен SMPS, указанная выше схема LM338 может быть определенно исключена.

Но обычно SMPS поставляется с фиксированным напряжением, поэтому в этом случае его настройка для конкретной батареи может стать проблемой, и вам, возможно, придется выбрать универсальную схему LM338, как описано выше … или если вы все еще хотите Во избежание этого вы можете просто изменить саму схему SMPS для получения желаемого зарядного напряжения.

В следующем разделе поясняется разработка индивидуальной схемы управления током для конкретного выбранного зарядного устройства.

Добавление постоянного тока

Так же, как и параметр «постоянное напряжение», рекомендуемый зарядный ток для конкретной батареи не должен сильно увеличиваться или колебаться.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов скорость зарядки должна составлять примерно 1/10 или 2/10 от напечатанного значения Ач (ампер-часов) аккумулятора.это означает, что если батарея рассчитана, скажем, на 100 Ач, то ее зарядный ток (ампер) рекомендуется на уровне 100/10 = минимум 10 ампер или (100 x 2) / 10 = 200/10 = 20 ампер максимум, это значение должно не увеличивать, желательно для поддержания нормального состояния батареи.

Однако для литий-ионных или липоаккумуляторных батарей критерий совершенно другой, для этих аккумуляторов скорость зарядки может быть такой же высокой, как и их скорость в ампер-часах, что означает, что если спецификация AH литий-ионной батареи составляет 2,2 Ач, то можно заряжать он на том же уровне, что и на 2.2 ампера. Здесь не нужно ничего делить и заниматься какими-либо вычислениями.

Для реализации функции постоянного тока снова становится полезным LM338, который может быть настроен для достижения параметра с высокой степенью точности.

Приведенные ниже схемы показывают, как можно сконфигурировать ИС для реализации зарядного устройства с регулируемым током.

---

Обязательно ознакомьтесь с этой статьей , которая предоставляет отличную и настраиваемую схему зарядного устройства.

---

Схема зарядного устройства с постоянным и постоянным током

Как обсуждалось в предыдущем разделе, если входная сеть достаточно постоянна, вы можете игнорировать правую часть LM338 и просто использовать левую схему ограничителя тока с либо трансформатор, либо SMPS, как показано ниже:

В приведенной выше схеме напряжение трансформатора может быть рассчитано на уровне напряжения батареи, но после выпрямления оно может быть немного выше указанного напряжения зарядки батареи.

Этой проблемой можно пренебречь, поскольку подключенная функция контроля тока заставит напряжение автоматически понижать избыточное напряжение до безопасного уровня напряжения зарядки аккумулятора.

R1 можно настроить в соответствии с потребностями, следуя инструкциям, представленным ЗДЕСЬ.

Диоды должны иметь соответствующий номинал в зависимости от зарядного тока и предпочтительно должны быть намного выше, чем указанный уровень зарядного тока.

Настройка тока для зарядки аккумулятора

В приведенных выше схемах упомянутая микросхема LM338 рассчитана на ток не более 5 А, что делает ее пригодной только для аккумуляторов до 50 Ач, однако у вас могут быть батареи с гораздо более высоким номиналом в порядка 100 AH, 200 AH или даже 500 AH.

Для них может потребоваться зарядка при более высоких скоростях тока, которых одного LM338 может быть недостаточно.

Чтобы исправить это, можно модернизировать или улучшить ИС, добавив больше ИС параллельно, как показано в следующем примере статьи:

Схема зарядного устройства на 25 А

В приведенном выше примере конфигурация выглядит немного сложной из-за включения операционного усилителя. Однако небольшая работа показывает, что на самом деле микросхемы могут быть добавлены напрямую параллельно для увеличения выходного тока, при условии, что все микросхемы установлены на общем радиаторе, см. диаграмму ниже:

Любое количество микросхем может быть добавлено в показанный формат для достижения любого желаемого предела тока, однако для получения оптимального отклика от конструкции необходимо обеспечить две вещи:

Все ИС должны быть установлены на общем радиаторе, и все резисторы ограничения тока (R1) должны быть фиксируется с точно совпадающим значением, оба параметра необходимы для обеспечения равномерного распределения тепла между ИС и, следовательно, равного распределения тока на выходе для подключенной батареи .

До сих пор мы узнали, как настроить постоянное напряжение и постоянный ток для конкретного приложения зарядного устройства.

Однако без автоматического отключения цепь зарядного устройства может быть неполной и совершенно небезопасной.

До сих пор в наших руководствах по зарядке аккумулятора мы узнали, как настроить параметр постоянного напряжения при создании зарядного устройства, в следующих разделах мы попытаемся понять, как реализовать автоматическое отключение при полной зарядке для обеспечения безопасной зарядки аккумулятора. подключенный аккумулятор.

Добавление автоматического отключения в зарядное устройство

В этом разделе мы узнаем, как можно добавить автоматическое отключение в зарядное устройство, что является одним из наиболее важных аспектов в таких схемах.

Простой каскад автоматического отключения может быть включен и настроен в выбранную схему зарядного устройства путем включения компаратора операционного усилителя.

Операционный усилитель может быть расположен так, чтобы обнаруживать повышение напряжения батареи во время ее зарядки и отключать напряжение зарядки, как только напряжение достигает полного уровня заряда батареи.

Возможно, вы уже видели эту реализацию в большинстве схем автоматического зарядного устройства, опубликованных на данный момент в этом блоге.

Концепцию можно полностью понять с помощью следующего пояснения и показанной имитации схемы в формате GIF:

ПРИМЕЧАНИЕ: Пожалуйста, используйте замыкающий контакт реле для входа зарядки вместо показанного замыкающего контакта. Это гарантирует, что реле не будет дребезжать при отсутствии батареи. Чтобы это работало, также не забудьте поменять местами входные контакты (2 и 3) друг с другом .

В приведенном выше эффекте моделирования мы видим, что операционный усилитель настроен как датчик напряжения батареи для определения порогового значения избыточного заряда и отключения питания батареи, как только это обнаруживается.

Предустановка на выводе (+) ИС настраивается таким образом, что при полном напряжении батареи (здесь 14,2 В) контакт № 3 приобретает более высокий потенциал, чем вывод (-) ИС, который фиксируется опорным сигналом. напряжение 4,7В с стабилитроном.

Вышеупомянутый источник «постоянного напряжения» и «постоянного тока» подключается к цепи, а аккумулятор через замыкающий контакт реле.

Первоначально напряжение питания и аккумулятор отключены от цепи.

Во-первых, разряженный аккумулятор может быть подключен к цепи, как только это будет сделано, операционный усилитель обнаруживает потенциал, который ниже (10,5 В, как предполагается здесь), чем уровень полного заряда, и из-за этого загорается КРАСНЫЙ светодиод. горит, указывая на то, что уровень заряда аккумулятора ниже полного.

Затем включается входной зарядный источник 14,2 В.

Как только это будет сделано, входное напряжение мгновенно опустится до напряжения батареи и достигнет 10.Уровень 5В.

Начинается процедура зарядки, и аккумулятор начинает заряжаться.

По мере увеличения напряжения на клеммах аккумулятора во время зарядки, напряжение на контакте (+) также соответственно увеличивается.

И в тот момент, когда напряжение батареи достигает полного входного уровня, то есть уровня 14,3 В, контакт (+) также пропорционально достигает 4,8 В, что чуть выше, чем напряжение на контакте (-).

Это мгновенно заставляет выходной сигнал операционного усилителя повышаться.

Теперь КРАСНЫЙ светодиод погаснет, а зеленый светодиод загорится, указывая на действие переключения, а также на то, что аккумулятор полностью заряжен.

Однако то, что может произойти после этого, не показано в приведенном выше моделировании. Мы узнаем это из следующего объяснения:

Как только реле сработает, напряжение на клеммах батареи быстро упадет и восстановится до некоторого более низкого уровня, поскольку батарея 12 В никогда не будет поддерживать уровень 14 В постоянно и будет пытаться достичь 12.Отметка 8В примерно.

В настоящее время, в связи с этим условием, штифт (+) напряжение будет снова испытывать падение ниже заданного опорного уровня с помощью штифта (-), который будет еще раз подсказка реле отключается, и процесс зарядки будет снова инициирован .

Это включение / выключение реле будет продолжать циклически повторяться, издавая нежелательный «щелкающий» звук из реле.

Чтобы избежать этого, необходимо добавить в схему гистерезис.

Это достигается путем установки резистора высокого номинала на выходе и выводе (+) ИС, как показано ниже:

Добавление гистерезиса

Добавление указанного выше резистора гистерезиса предотвращает колебания реле ВКЛ / ВЫКЛ при пороговые уровни и фиксирует реле до определенного периода времени (до тех пор, пока напряжение батареи не упадет ниже допустимого предела этого значения резистора).

Резисторы большего номинала обеспечивают меньшие периоды фиксации, в то время как резисторы меньшего номинала обеспечивают более высокий гистерезис или больший период фиксации.

Таким образом, из приведенного выше обсуждения мы можем понять, как правильно сконфигурированная схема автоматического отключения батареи может быть спроектирована и настроена любым любителем для его предпочтительных характеристик зарядки батареи.

Теперь давайте посмотрим, как может выглядеть вся конструкция зарядного устройства, включая постоянное напряжение / ток, установленное вместе с вышеуказанной конфигурацией отключения:

Итак, вот готовая индивидуальная схема зарядного устройства, которая может быть использована для зарядки любой желаемой батареи после настраивая его, как описано во всем нашем руководстве:

• Операционный усилитель может быть IC 741
• Предустановка = 10k предустановка
• , оба стабилитрона могут быть = 4.7 В, 1/2 Вт
• стабилитрон = 10 кОм
• Светодиодные и транзисторные резисторы также могут быть = 10 кОм
• Транзистор = BC547
• реле, диод = 1N4007
• реле = выбрать соответствие напряжения батареи.

Как зарядить аккумулятор без каких-либо из вышеперечисленных средств

Если вам интересно, можно ли заряжать аккумулятор, не подключая какие-либо из вышеупомянутых сложных схем и частей? Ответ — да, вы можете безопасно и оптимально заряжать любую батарею, даже если у вас нет ни одной из вышеупомянутых схем и деталей.

Перед тем, как продолжить, важно знать несколько важных вещей, которые требуются батарее для безопасной зарядки, а также то, что делает такие важные параметры «автоматическое отключение», «постоянное напряжение» и «постоянный ток».

Эти функции становятся важными, когда вы хотите, чтобы аккумулятор заряжался с максимальной эффективностью и быстро. В таких случаях вы можете захотеть, чтобы ваше зарядное устройство было оснащено многими расширенными функциями, как предложено выше.

Однако, если вы готовы согласиться с тем, что полный уровень заряда вашей батареи немного ниже оптимального, и если вы готовы предоставить еще несколько часов для завершения зарядки, то, безусловно, вам не потребуются какие-либо рекомендуемые функции такие как постоянный ток, постоянное напряжение или автоматическое отключение, вы можете забыть обо всем этом.

Обычно аккумулятор не следует заряжать расходными материалами, мощность которых превышает номинал аккумулятора, указанный в печатной версии, это очень просто.

Это означает, что ваша батарея рассчитана на 12 В / 7 Ач, в идеале вы никогда не должны превышать полную скорость заряда выше 14,4 В, а ток выше 7/10 = 0,7 ампер. Если эти две скорости поддерживаются правильно, вы можете быть уверены, что ваша батарея в надежных руках и никогда не пострадает ни при каких обстоятельствах.

Таким образом, чтобы обеспечить выполнение вышеуказанных критериев и зарядить аккумулятор без использования сложных цепей, просто убедитесь, что входной источник питания, который вы используете, рассчитан соответствующим образом.

Например, если вы заряжаете аккумулятор на 12 В / 7 Ач, выберите трансформатор, который вырабатывает около 14 В после выпрямления и фильтрации, а его ток рассчитан примерно на 0,7 ампер. То же правило может быть применимо и к другим батареям пропорционально.

Основная идея здесь состоит в том, чтобы параметры зарядки были немного ниже максимально допустимого значения. Например, аккумулятор 12 В может быть рекомендован для зарядки на 20% выше указанного значения, то есть 12 x 20% = 2.4 В выше 12 В = 12 + 2,4 = 14,4 В.

Поэтому мы стараемся поддерживать это значение немного ниже на уровне 14 В, что может не заряжать аккумулятор до оптимальной точки, но будет просто хорошо для чего угодно, на самом деле, поддержание значения немного ниже увеличит срок службы аккумулятора, позволяя гораздо больше заряда / циклы разряда в долгосрочной перспективе.

Аналогичным образом, поддержание зарядного тока на уровне 1/10 от напечатанного значения Ач гарантирует, что аккумулятор заряжается с минимальным напряжением и рассеиванием, что продлевает срок службы аккумулятора.

Окончательная установка

Простая установка, показанная выше, может универсально использоваться для безопасной и оптимальной зарядки любой батареи, при условии, что у вас будет достаточно времени для зарядки или пока стрелка амперметра не опустится почти до нуля.

Конденсатор фильтра 1000 мкФ на самом деле не нужен, как показано выше, и его устранение фактически увеличило бы срок службы батареи.

Есть еще сомнения? Не стесняйтесь выражать их в своих комментариях.

Источник: зарядка аккумулятора

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема автоматического 12-вольтового портативного зарядного устройства с использованием LM317

Вы когда-нибудь пытались разработать зарядное устройство, которое заряжает аккумулятор автоматически, когда напряжение аккумулятора ниже заданного напряжения? В этой статье объясняется, как разработать автоматическое зарядное устройство.

Зарядное устройство, расположенное ниже, автоматически прекращает процесс зарядки, когда аккумулятор полностью заряжен. Это предотвращает глубокую зарядку аккумулятора. Если напряжение аккумулятора ниже 12 В, то схема автоматически заряжает аккумулятор.

Схема автоматического зарядного устройства 12 В Принципиальная схема автоматического зарядного устройства

Эта схема автоматического зарядного устройства в основном состоит из двух частей — блока питания и блока сравнения нагрузок.

Основное напряжение питания 230 В, 50 Гц подключено к первичной обмотке центрального ответвительного трансформатора для понижения напряжения до 15–0–15 В.

Выход трансформатора подключен к диодам D1, D2. Здесь диоды D1, D2 используются для преобразования низкого переменного напряжения в пульсирующее постоянное напряжение. Этот процесс также называется исправлением. Пульсирующее напряжение постоянного тока подается на конденсатор емкостью 470 мкФ для устранения пульсаций переменного тока.

Таким образом на выходе конденсатора нерегулируется постоянное напряжение.Это нерегулируемое напряжение постоянного тока теперь подается на регулятор переменного напряжения LM317 для обеспечения регулируемого напряжения постоянного тока.

Выходное напряжение этого регулятора напряжения может изменяться от 1,2 В до 37 В, а максимальный выходной ток этой ИС составляет 1,5 А. Выходное напряжение этого регулятора напряжения изменяется путем изменения потенциометра 10 кОм, который подключен к регулировочному выводу LM317.

[Также читайте: Как сделать регулируемый таймер]

Выход регулятора напряжения Lm317 подается на батарею через диод D5 и резистор R5.Здесь диод D5 используется для предотвращения разряда батареи при отключении основного питания.

При полной зарядке аккумулятора стабилитрон D6, подключенный в обратном направлении, проводит ток. Теперь база транзистора BD139 NPN получает ток через стабилитрон, так что полный ток заземлен.

В этой схеме зеленый светодиод используется для индикации заряда аккумулятора. Резистор R3 используется для защиты зеленого светодиода от высокого напряжения.

Выходное видео:

Принцип схемы

Если напряжение аккумулятора ниже 12 В, то ток от микросхемы LM317 протекает через резистор R5 и диод D5 к аккумулятору.В это время стабилитрон D6 не будет проводить, потому что аккумулятор забирает весь ток для зарядки.

Когда напряжение батареи повышается до 13,5 В, ток в батарею прекращается, и стабилитрон получает достаточное напряжение пробоя и пропускает ток через него.

Теперь база транзистора получает ток, достаточный для включения, так что выходной ток регулятора напряжения LM317 заземляется через транзистор Q1. В результате красный светодиод указывает на полный заряд.

Настройки зарядного устройства

Выходное напряжение зарядного устройства должно быть меньше, чем в 1,5 раза от напряжения аккумулятора, а ток зарядного устройства должен составлять 10% от тока аккумулятора. Зарядное устройство должно иметь защиту от перенапряжения, короткого замыкания и обратной полярности.

ПРИМЕЧАНИЕ : Также получите представление о том, как построить схему индикатора уровня заряда аккумулятора?

2. Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

Принципиальная схема

В этом проекте упоминается схема автоматического зарядного устройства для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов.Это схема импульсного типа зарядного устройства, которая помогает продлить срок службы батарей. Работа этой схемы объясняется ниже.

LM317 действует как регулятор напряжения и устройство контроля тока. Стабилитрон 15 В используется для настройки LM317 на подачу напряжения 16,2 В на выходе при отсутствии нагрузки. Когда 2N4401 включен выходом 555, вывод ADJ LM317 заземлен, и его выходное напряжение составляет 1,3 В.

LM358 действует как компаратор и повторитель напряжения. LM336 используется для подачи опорного напряжения 2.5 В на неинвертирующую клемму (контакт 3) LM358. Сеть делителя напряжения используется для подачи части напряжения батареи на инвертирующий вывод (вывод 2) LM358.

Когда заряд аккумулятора достигает 14,5 В, входной сигнал инвертирующего терминала LM358 немного больше 2,5 В на контакте 3, установленном LM336. Это повысит выход 555.

В результате горит красный светодиод и транзистор включается. Это приведет к заземлению вывода ADJ на LM317, и его выход упадет до 1,3 В.

Когда заряд аккумулятора падает ниже 13.8 В, выход LM358 высокий, а выход 555 низкий. В результате напряжение течет от LM317 к аккумулятору, и зеленый светодиодный индикатор светится, указывая на зарядку.

[Связанное сообщение — Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов с использованием LM317]

3. Зарядное устройство с использованием SCR

В этом проекте реализована схема автоматического зарядного устройства с использованием SCR. Его можно использовать для зарядки аккумуляторов 12 В. Батареи с разным потенциалом, например, 6 В и 9 В, также можно заряжать, выбрав соответствующие компоненты.Схема работы следующая.

Источник переменного тока преобразуется в 15 В постоянного тока с помощью трансформатора и мостового выпрямителя, и загорается зеленый светодиод. Выход постоянного тока представляет собой пульсирующий постоянный ток, поскольку после выпрямителя нет фильтра.

Это важно, поскольку тиристор перестает проводить ток, только когда напряжение питания равно 0 или когда он отключен от источника питания, и это возможно только при пульсирующем постоянном токе.

Первоначально SCR1 начинает проводить, поскольку он получает напряжение затвора через R2 и D5.Когда SCR1 является проводящим, через аккумулятор проходит 15 В постоянного тока, и аккумулятор начинает заряжаться. Когда аккумулятор почти полностью заряжен, он препятствует прохождению тока, и ток начинает течь через R5.

Это фильтруется с помощью C1, и когда потенциал достигает 6,8 В, стабилитрон ZD1 начинает проводить и подает напряжение затвора на SCR2, достаточное для его включения.

В результате ток протекает через SCR2 через R2, и SCR1 отключается, так как напряжение затвора и напряжение питания отключены.Красный светодиод горит, указывая на полную зарядку аккумулятора.

Знать, как спроектировать схему автоматического отключения и автоматической зарядки аккумулятора с помощью SCR.

Создание интеллектуального зарядного устройства с использованием однотранзисторной схемы

Что вы узнаете:

• Как следует разрабатывать интеллектуальные устройства для обеспечения энергоэффективности.
• Рекомендации по проектированию следующего поколения устройств IoT.

Мы привыкли к присутствию умных устройств в нашем доме и ожидаем, что они станут более умными, распознающими и интерпретирующими голос и движения с помощью передовых технологий обработки аудио и видео, а также сложных датчиков.Но такие достижения, реализуемые с помощью инновационных алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения, увеличивают потребность в повышении энергоэффективности устройств и базовых микросхем, на которых они основаны.

В мире проектирования микросхем соображения относительно мощности не являются чем-то новым. Инженеры-проектировщики постоянно работают над оптимизацией с учетом целевых показателей энергопотребления, и «низкая мощность» является давним девизом — одной из трех опор в Святом Граале производительности, мощности и площади (PPA).

Поддержка существующих возможностей интеллектуальных устройств, в том числе:

• Динамики с голосовым управлением, которые используют высокоточное распознавание речи на основе обширного словаря обученных голосовых команд.
• Носимые трекеры активности, распознающие деятельность человека, например сидение, стояние, ходьбу и бег, на основе входных данных от датчиков, таких как гироскопы, акселерометры и магнитометры.
• Дверные звонки с интеллектуальной камерой, распознающие лица и активирующие оповещение, которое может быть отправлено на мобильное устройство владельца с изображением или видео.
• Даже беспилотные автомобили, применяющие передовые методы компьютерного зрения для обнаружения транспортных средств, пешеходов и опасных условий вождения.

Но если мы рассмотрим, как приложения, такие как AI, вызывают потребность в более крупных чипах, это привносит новую динамику в уравнение мощности.

Уменьшите температуру

Весь этот интеллект основан на достижениях в области искусственного интеллекта. Но поскольку ИИ требует все более высоких объемов обработки, чипы будут продолжать расти с увеличением количества транзисторов и даже более новых архитектур, таких как 3D-стекинг.Поскольку они быстрее обрабатывают больше информации, одним из ключевых ограничений производительности чипа будет температура. Столь много транзисторов на одном кристалле приводит к высокой плотности, вызывая повышение температуры перехода и снижение производительности кристалла.

Разработчикам придется учитывать тепловой разгон, поскольку производительность будет существенно ограничиваться мощностью. Действительно, поставщики средств автоматизации проектирования и проектирования электроники (EDA) продолжают работать над повышением температуры как одной из ключевых целей, которые микросхемы должны решать для успешной работы, наряду со знакомым актом балансировки PPA.

В то время как необходимость управления питанием и температурой критически важна для подключенных устройств, это становится еще более сложной задачей с устройствами Интернета вещей (IoT) с батарейным питанием. Для этих устройств с их бюджетом мощности в милливаттах нет права на ошибку или согласование, когда речь идет об энергии, потребляемой их микросхемами. Вдобавок ко всему, по мере того, как микросхемы для этих приложений перемещаются во все более мелкие технологические узлы — подумайте, 7, 5 или 3 нм — и в архитектуру со сквозным доступом, утечка уменьшается, но по-прежнему остается критической проблемой для управления.При работе на более низком напряжении разработчикам необходимо более внимательно относиться к колебаниям транзисторов, а также к временным параметрам.

Повышение эффективности

Все это требует энергоэффективного процессора, а также превосходной эффективности цикла, чтобы процессор устройства IoT мог выполнять свою работу в рамках предполагаемого приложения и сценария использования. Низкое энергопотребление и управление особенно важны для периферийных устройств IoT, которые выполняют постоянно включенные функции, таких как интеллектуальные колонки, смартфоны или домашние развлекательные системы, которые имеют возможность «всегда слушать» голосовые команды.То же самое верно и для устройств на основе камеры, выполняющих распознавание лиц или жестов, которые «всегда смотрят». А наши устройства для мониторинга здоровья и фитнеса должны быть «всегда чувствительными».

В таких устройствах обычно применяются интеллектуальные технологии для динамического снижения энергопотребления. Например, постоянно слушающее устройство может отбирать сигнал микрофона и использовать простые методы распознавания голоса, чтобы проверить, говорит ли кто-нибудь вообще. Затем он применяет более требовательный к вычислениям логический вывод машинного обучения для распознавания голосовых команд только при обнаружении голосовой активности.

Процессор должен ограничивать энергопотребление в каждом из этих различных состояний — в данном случае при обнаружении голоса и распознавании голосовых команд. В результате для удовлетворения требований к энергопотреблению необходимо использовать различные функции управления питанием, включая эффективные спящие режимы и режимы отключения питания.

Итак, как инженеры подходят к решению этих задач?

Применение тактики управления питанием

Традиционно наиболее важным оружием для снижения мощности было тактовое стробирование, которое за годы эволюционировало от простого стробирования тактового сигнала до самозатратного стробирования и последующего стробирования тактового сигнала.Несмотря на то, что динамическое масштабирование напряжения (DVS) обеспечивает довольно распространенный метод снижения мощности, многие разработки сейчас начинают переходить на более продвинутую методологию адаптивного масштабирования напряжения и частоты (AVFS).

Для логического вывода машинного обучения с низкими и средними требованиями к вычислительным ресурсам (большая часть потребительских устройств IoT) выбор правильного процессора является ключом к достижению необходимой высокой эффективности. В частности, наличие правильных возможностей процессора для обработки нейронной сети может быть разницей между удовлетворением требований к низким мегагерцам (и, следовательно, низким энергопотреблением) или нет.

Появление более мощных нейронных сетей и алгоритмов позволило эволюционировать устройствам с машинным обучением, которые обучаются без явного программирования. Однако обещание большей автоматизации и интеллекта, которое обеспечивает машинное обучение, особенно в потребительских, периферийных устройствах и устройствах с батарейным питанием, означает, что P для мощности в PPA имеет первостепенное значение.

Зарядка аккумулятора

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdfЗарядка аккумулятора

Замечания по применению

Texas Instruments, Incorporated [SNVA557,0]

iText 2.1.7, автор 1T3XTSNVA5572011-12-08T01: 06: 25.000Z2011-12-08T01: 06: 25.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

Схема и ремонт автомобильного зарядного устройства

Зарядные устройства для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов очень распространены в автомобильной мастерской, однако некоторые зарядные устройства время от времени требуют обслуживания из-за неисправности.Вот несколько примеров и принципиальных схем.

1, простая пусковая схема зарядного устройства батареи

Одна из основных пусковых схем зарядного устройства батареи изображена на следующей диаграмме. Преобразователь имеет два выхода, центральный провод — земля, а два выхода (~ 11,8 В) — источник питания переменного тока; один из них напрямую подключен к диоду, другой — к переключателю для контроля высокого и низкого зарядного тока. Выпрямитель MB 40A, который может выдерживать максимальный ток 40A. Предохранитель цепи перегрузки 20A подключается последовательно, чтобы действовать как защита.

MB40 используется только наполовину, что делает это устройство пригодным для обслуживания, мы можем использовать два других диода на стороне земли, если цепь положительного смещения диодов разомкнута. Токовую защиту от перегрузки можно заменить использованием тех же или аналогичных продуктов.

2, Запуск зарядного устройства со световыми индикаторами

Принцип действия зарядного устройства такой же, как и у базового, на выходе имеется защита от перегрузки по току 10А. Разница в том, что есть 3 светодиода для индикации:
светодиод 3 для включения питания, D4 — это простой выпрямитель, а R6 — для ограничения тока.
Светодиод 2 индикатора зарядки аккумулятора. Во время зарядки или подключения аккумулятора Q2 имеет положительное смещение и включается, поскольку R4 имеет высокое сопротивление, а напряжение базы Q2 низкое. Когда аккумулятор полностью заряжен, Q1 включен, R4 закорочен, следовательно, напряжение Q2 высокое, и он выключен — тогда светодиод 2 выключен.
LED 1 для индикации состояния батареи. Когда напряжение батареи достаточно высокое, D2 будет включен, значит, LED1 горит, в то же время LED2 выключается Q1.
D3 и Q1 на самом деле являются оптопарой EL817.R4 = 100М.

Печатная плата с компонентами выглядит следующим образом:
Технические характеристики устройства защиты 17M-K: 250 В, 10 А и температура от 50 до 160 ° C.

3, с использованием зарядного устройства SCR

SCR действует как диод для выпрямления переменного тока, когда он проводится при выключенном транзисторе. когда батарея полностью заряжена, выходное напряжение достаточно высокое, чтобы включить транзистор и выключить SCR, батарея все еще будет заряжаться.

Принципиальная схема мобильного зарядного устройства, 100-220 В переменного тока — схемы DIY

Рынок наводнен дешевым мобильным зарядным устройством , схема .Некоторым из вас может понадобиться схема зарядного устройства такого типа и список компонентов.

В этих мобильных зарядных устройствах используется всего несколько деталей, очень простая конструкция. Но есть и недостаток, они легко повредились.

Некоторые из моих друзей постоянно спрашивают, как отремонтировать схему мобильного зарядного устройства, поэтому я решил провести небольшой реверс-инжиниринг этих зарядных устройств.

Схема дешевого мобильного зарядного устройства 220 В переменного тока

Прежде всего, взглянем на принципиальную схему зарядного устройства.Трансформер получился немного странным, поэтому я тоже решила нарисовать его от руки.

К сожалению, все схемы зарядного устройства не одинаковы, некоторые из них содержат несколько дополнительных конденсаторов или резисторов.

Но даже несмотря на это, вы можете получить четкое представление о схеме мобильного зарядного устройства из приведенной выше схемы.

Конструкция довольно проста, построена на бумажной фенольной печатной плате, легко ремонтируется.

Перечень деталей схемы мобильного зарядного устройства

Наконец, список деталей, вы можете заменить большинство из них ближайшими аналогами.

1. Q1 — 13001 транзистор
2. Д1 — диод 1Н4007
3. D2 — стабилитрон 6,2 В
4. Д3 — 1Н4148 диод
5. D4 — диод Шоттки SB260
6. R1 — 6,8 Ом — 1/2 Вт
7. R2 — 1 МОм — 1/4 Вт
8. R3 — 6,8 кОм — 1/8 Вт
9. R4 — 330 Ом -1/4 Вт
10. C1 — 2,2 мкФ — 450 В
11. C2 — 4,77 мкФ — 50 В
12. C3- 680pF керамика (681)
13. C4 — 470 мкФ — 10 В

Как я уже сказал, этот тип схемы транзисторного зарядного устройства 13001 может отличаться по конструкции и номеру детали.Но основная схема такая же, у некоторых из них есть маленький светодиод в качестве индикатора.

Детали трансформатора:

• Первичный: Около 250 витков эмалированного медного провода от 36 до 40 SWG.
• Вторичный: 6 витков эмалированного медного провода от 26 до 28 SWG.
• Вспомогательная обратная связь: от 8 до 15 витков медного провода от 36 до 40 SWG.

Если трансформатор сломан, вы можете использовать трансформатор от другого сломанного зарядного устройства аналогичного типа.

Работа схемы мобильного зарядного устройства

Давайте обсудим, как работает эта схема, сначала взглянем на картинку ниже.

1. Первая ступень представляет собой однополупериодный выпрямитель, изготовленный из D1 , R1 и C1 . Он выпрямляет и фильтрует входной переменный ток до постоянного высокого напряжения. Таким образом, напряжение между точкой A и позицией B составляет приблизительно 170 вольт для входа 120 В переменного тока и 311 вольт для входа 220 вольт переменного тока.
2. Вторая ступень — это автоколебательный (дроссельный преобразователь, RCC) обратный генератор, состоящий из всех частей, показанных внутри красной рамки, и первичной + вспомогательной обмотки трансформатора.
3. Так как же колеблется обратный осциллятор? При подключении питания переменного тока база транзистора начинает открываться, поскольку она смещена резистором R2 . Ток через первичную обмотку начинает быстро расти и мгновенно достигает порогового уровня.
4. Но в то же время на вспомогательной обмотке трансформатора начинает расти противоположное (но низкое) напряжение. Это противоположное напряжение начинает заряжать конденсатор C3 отрицательно, намного быстрее, чем зарядка через R2 , тем самым в конечном итоге блокируя ток через первичную обмотку.
5. Поскольку больше нет тока во вспомогательной обмотке, C3 начинает разряжаться через R3 , а ток через R2 снова начинает открывать базу транзистора Q1 .
6. Этот процесс повторяется снова и снова очень быстро. Может быть от 10 000 до 50 000 раз в секунду, в зависимости от различных параметров. Итак, в конечном итоге мы получили колебания в цепи.
7. Поскольку цепь колеблется, энергия, запасенная в первичной обмотке, также сбрасывается во вторичную обмотку, когда транзистор находится в выключенном состоянии.
8. Ступень Rectifier 2 отвечает за выпрямление и фильтрацию наведенного тока и напряжения на вторичной обмотке. Выпрямленное и сглаженное напряжение находится в диапазоне от C до D . Что может достигать 8-9 вольт без нагрузки. Но очень быстро падает при подключении нагрузки.
9. Сопротивление R4 обеспечивает небольшой ток, тем самым предотвращая перезарядку конденсатора.

Поскольку нет механизма обратной связи между стороной низкого напряжения и генератором, напряжение падает между точками C и D при подключении нагрузки.

Заключение

Ну, это, конечно, не самое простое объяснение, но я думаю, достаточно простое, чтобы понять, что происходит внутри схемы мобильного зарядного устройства.

Если у вас есть вопросы или предложения, задавайте их в комментариях.

Схема портативного зарядного устройства USB

— сборка электронных схем

Соберите эту схему портативного зарядного устройства USB, и у вас всегда будет доступ к зарядному устройству.

Представьте себе прекрасный летний день. Вы собираетесь встретиться с друзьями на пикник в парке.Но парк огромен и полон людей. Поскольку вы не знаете, где именно находятся ваши друзья, вы берете телефон, чтобы позвонить им.

Но как только вы набираете номер, батарея в телефоне садится…

Аааа!

С этим портативным зарядным устройством USB не о чем беспокоиться. Просто зайдите в ближайший супермаркет и возьмите несколько стандартных аккумуляторов, чтобы зарядить свой телефон на ходу.

Бонус: Загрузите этот проект в виде мини-электронной книги, которая шаг за шагом покажет вам, как построить эту схему.

Схема портативного зарядного устройства USB

Вот принципиальная схема:

Список запчастей

Часть	Значение	Описание
U1	7805	Регулятор напряжения
Светодиод	Стандартный вывод	Светодиод
R1	330 Ом	Резистор
R2	75 кОм	Резистор
R3	75 кОм	Резистор
R4	51 кОм	Резистор
R5	51 кОм	Резистор
D1	1N4001-4007	Выпрямительный диод
USB	Розетка типа A	Под пайку
–	6xAA, 6xAAA или 9V	Разъем аккумулятора

Я создал страницу ресурсов, чтобы облегчить вам поиск компонентов.Щелкните здесь, чтобы увидеть, где вы можете получить все необходимое для создания этой схемы.

Как работает схема

Схема основана на микросхеме LM7805. Это регулятор напряжения, который принимает входное напряжение от 7 В до 30 В и выдает 5 В при токе до 1 А.

Чтобы проверить, работает ли зарядное устройство, я включил светодиод и резистор 330 Ом между 5 В и минусом батареи. Схема будет прекрасно работать и без них.

Резисторы с R2 по R5 устанавливают уровни напряжения на линиях передачи данных на определенные значения.Эти напряжения гарантируют, что устройство знает, какой ток использовать для зарядки. Я получил значения этих резисторов из статьи Adafruit, где они открыли зарядное устройство для iPhone, чтобы посмотреть, как оно работает. Эти значения заставят iPhone и многие другие устройства заряжаться с током 500 мА.

Выпрямительный диод D1 гарантирует, что вы не повредите цепь, если вы неправильно подключите плюс и минус. Он также снижает напряжение на 1 В, а это значит, что для работы зарядного устройства требуется не менее 8 В.

В этом диоде нет необходимости. Если вы собираетесь припаять плюсовой и минусовой вывод к плате, я уверен, что вы дважды проверьте соединение перед тестированием. Но при входном напряжении 9 В неплохо в любом случае снизить напряжение на регуляторе напряжения, чтобы уменьшить нагрев.

Кроме того, он позволяет использовать розетку постоянного тока для подключения ряда различных входов, не беспокоясь о правильности плюса и минуса.

Стабилизатор напряжения все еще может перегреться и отключиться даже с этим диодом.Если вы обнаружите, что это происходит часто, вы можете решить эту проблему, добавив прикрепляемый радиатор для TO-220.

Схема зарядного устройства USB работает от 6 батареек AA, 6 батареек AAA или батареи 9 В. Все эти батарейки довольно просто найти в большинстве супермаркетов.

Как построить схему зарядного устройства

Эту схему довольно легко построить. Вам нужно всего 7 компонентов. Идеально подходит для пайки на картон.

Я создал руководство в формате PDF с пошаговыми инструкциями по сборке портативного зарядного устройства USB.

Щелкните здесь, чтобы загрузить учебное пособие в формате PDF.

Модификации

Если вы хотите использовать аккумулятор другого типа, просто переключитесь на другой разъем аккумулятора. Или, что еще лучше, используйте стандартную входную розетку постоянного тока, чтобы вы могли подключить ее к стандартным настенным адаптерам постоянного тока. Затем подключите штекеры постоянного тока к аккумуляторным блокам для батарей AA, AAA и 9 В, чтобы иметь полный спектр возможностей зарядки.

Вы также можете использовать зарядные устройства для солнечных батарей в солнечный день.

No related posts.