Интеллектуальные зарядные устройства

9zip.ruРадиотехника, электроника и схемы своими руками Автоматическое умное зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов АА

Как нетрудно догадаться из названия, речь в этой статье пойдёт о простом, но полезном зарядном устройстве. Несмотря на свою простоту, оно умеет делать то, что под силу лишь дорогим фирменным зарядкам и что неведомо дешёвым из магазинов. А именно:

  • восстановление ёмкости аккумуляторов, потерянной вследствие неправильной зарядки или эксплуатации
  • правильный заряд, рекомендованный производителями

Для начала рассмотрим, как же работают обычные зарядные устройства в ценовом диапазоне 500 (и даже 700) рублей: они заряжают аккумулятор фиксированным током, часто — повышенным в несколько раз. Если передержать аккумулятор в такой зарядке дольше положенного, то он начнёт перегреваться, сокращая свой драгоценный ресурс работы.

Более дорогие зарядные устройства обеспечивают правильный цикл, который рекомендуют производители аккумуляторов:

  • разряд аккумулятора
  • заряд с автоматическим определением его окончания
  • отключение

Аккумулятор в таких зарядках можно оставлять без боязни повреждения, однако при отключении от сети аккумулятор может разрядиться через цепи зарядки в виду конструктивных недоработок устройства.

Схема зарядного устройства, предлагаемого здесь, лишена всех недостатков и выполнена с учётом всех требований.

Её автором является Сергей Задорожный, ссылка на страницу с авторским описанием:


Архив со схемой, рисунком печатной платы в разрешении 1:1 и схемой расположения элементов: charger_pcb.zip

Алгоритм работы устройства следующий:

  • установка аккумулятора
  • включение питания
  • разряд аккумулятора (горит красный светодиод). этот этап можно пропустить, просто нажав кнопку.
  • автоматическое определение окончания разряда по напряжению на аккумуляторе
  • заряд (горит желтый светодиод) током 1/10 ёмкости
  • автоматическое определение окончания заряда по напряжению на аккумуляторе
  • подзаряд (горят жёлтый и зелёный светодиоды) низким током

Важно: первые два пункта нельзя менять местами!

В режиме подзаряда аккумулятор может находиться сколь угодно долго, поэтому можно смело оставлять аккумулятор в таком зарядном устройстве на ночь — он не будет перегрет и повреждён.

Нетрудно догадаться, что десяток циклов разряд-заряд может частично восстановить аккумулятор, потерявший ёмкость.

Устройство, несмотря на свою функциональность, выполнено без использования микроконтроллеров. Используется лишь одна распространённая микросхема LM2903 (можно заменить на LM393), имеющая в своём составе два компаратора. Один из них управляет процессом разряда аккумулятора, второй — зарядом и подзарядом.

Печатная плата — двухсторонняя, используются компоненты как в выводном исполнении, так и в SMD. Микросхема — в DIP корпусе, стабилизатор TL431 также выводной. Все транзисторы и почти все резисторы — SMD. Резисторы разряда и заряда — выводные, резистор подзаряда — SMD.

Замена деталей: IRLML2402 заменены на IRLML2502 (маркировка G2ZA 5), IRLML6302 заменены на IRLML6402 (маркировка EBKK 8).

Рассчитывать номиналы элементов необходимо для конкретных аккумуляторов в зависимости от их ёмкости. Как известно, оптимальный режим заряда NiMH аккумуляторов — током, в 10 раз меньшим их ёмкости, в течение примерно 10 часов. Например, для аккумуляторов ёмкостью 1300мА/ч это будет 130мА.

Ток разряда аккумулятора задаётся резистором R7, его сопротивление рассчитывается следующим образом: (Uразр/Iразр). Чтобы разрядить аккумулятор за оптимальное время, в районе одного часа, зададимся током разряда в 250мА. Напряжение на разряженном аккумуляторе должно быть порядка 1,18 вольт. По формуле находим: 1,18/0,25 = 4,7 Ом. Рассеиваемая мощность при этом = U2*R = 1,182*4,7 = 0,3Вт.

Выбрав необходимый ток заряда, рассчитываем сопротивление параллельно соединённых резисторов R9||R10 по конечной формуле: 2,94/Iзар-4,7. Для тока в 130мА это будет 2,94/0,13-4,7=18 Ом. Так как это — нужное сопротивление двух параллельно соединённых резисторов, то сопротивление каждого из них должно быть вдвое больше, то есть — 36 Ом. Мощность, выделяемую на каждом из этих резисторов, можно рассчитать по формуле: (Iзар/2)2*2R = (0,13/2)2*36=0,15Вт.

Ток подзаряда целесообразно выбрать величиной в 2/5 от тока заряда. В рассматриваемом случае — это 50мА. Сопротивление резистора R18 рассчитывается по конечной формуле: 0,6/Iподзар = 0,6/0,05 = 12 Ом. Рассеиваемая при этом мощность равна Iподзар2*R = 0,052*12 = 0,03 Вт.

Наладка устройства следующая:

  • Резистор R1 переводится в крайнее левое по схеме положение
  • Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство
  • Подключается питание
  • Начинается разряд (горит красный светодиод)
  • Засечь время начала заряда (зажёгся жёлтый светодиод)
  • Через 10 часов, медленно вращая переменный резистор R1, добиться зажигания зелёного светодиода.

Для питания устройства можно использовать зарядное от мобильного телефона, если оно выдаёт 5В ± 10%.

3 нравится? 2

Понравилась статья? Похвастайся друзьям:

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX
Практика переделки компьютерных блоков питания в регулируемые лабораторные
Мойдодыр одобряет.

Есть вопросы, комментарии?

Напиши:

Влад 10 дек 2016 14:53

Журнал Радио 2007 №4 стр.60 Автомат.зарядн.устройство с функц.разряда акб.

Гость 04 ноя 2014 10:39

Самое простое — сделать зарядный резистор переменным.

Valeriy 04 ноя 2014 8:12

Собрал заработало сразу, только подобрал резисторы для своего аккумулятора. Плохо только то что под другие ёмкости нужно перепаивать резисторы заряд-разряд, нужно что-то придумать.

Пользовательские теги: схема зу для акб lr44схема автоматическое зарядное устройство для пальчиковых аккумулятора[ Что это? ]

Дальше в разделе радиотехника, электроника и схемы своими руками: Простой измеритель ёмкости и индуктивности на микроконтроллере AT89C2051, схема и описание полезного прибора на микроконтроллере at89c2051 для радиолюбительской лаборатории, который позволит измерять ёмкость конденсаторов и индуктивность в максимально широких пределах

Заряд

Режим заряда: аккумулятор заряжается до максимальной мощности.

Разряд

Режим разряда: используется для устранения «эффекта памяти». Аккумулятор разряжается до изначально установленного напряжения в аккумуляторе (0.9v). После завершения процесса разряда, аккумулятор будет заряжен. Ток заряда устанавливается в 2 раза больше выбранного тока разряда.

Тестирование

Режим тестирования: проверяет емкость аккумулятора.

Максимальная емкость определяется во время разряда аккумулятора, после того как он был полностью заряжен. Если максимальная емкость намного ниже номинальной емкости, срок службы аккумулятора может быть скоро закончен.

Быстрое тестирование

Режим быстрого тестирования: проверяет внутреннее сопротивление аккумулятора. Сопротивление тестируемого аккумулятора будет отображаться в мОм в течение 10 секунд. Для качественных аккумуляторов характерно низкое внутреннее сопротивление в диапазоне 20 ~ 80 мОм. Для достижения максимального срока службы аккумуляторов, при их последовательном соединении, всегда используйте аккумуляторы с близкими значениями внутреннего сопротивления.

Восстановление

Режим восстановления: аккумулятор заряжается и разряжается повторно, чтобы обеспечить достижение максимальной емкости. Эти циклы продолжаются до тех пор, пока емкость не перестанет расти. Старые аккумуляторы или аккумуляторы, которые не использовались в течение длительного времени, часто могут быть восстановлены до номинальной емкости. В зависимости от выбранного тока заряда могут потребоваться десятки часов и даже несколько дней для завершения процесса восстановления.

Универсальное зарядное устройство

Зарядно-разрядное устройство для LiPo, LiFe, NiCd, NiMh и Pb аккумуляторов

Чем заряжают свои аккумуляторы трансформеры с Кибертрона?… Шутка, конечно . Но я вам расскажу, с помощью какого прибора можно зарядить практически любой аккумулятор.

Возможно, вы уже слышали о балансных зарядно-разрядных устройствах. Это электронное устройство представляет собой некий многофункциональный контроллер, который позволяет доразряжать и заряжать свинцово-кислотные Pb (в том числе и герметичные), литий-ионные Li-Ion, литий-полимерные Li-Po, никель-кадмиевые NiCd, никель-металл-гидридные NiMh и прочие типы аккумуляторов.

Универсальное зарядно-разрядное устройство Turnigy Accucell 6.

Когда-то и я заряжал свои аккумуляторы простейшим зарядником, но теперь этому пришёл конец. Я обзавёлся универсальным зарядным устройством Turnigy Accucell 6, в народе – просто "Тюрнига". Покупал вот здесь. Вместе с доставкой обошлось в 1184 рубля.

Вот так выглядит зарядка.

Вещь весьма полезная, особенно для тех, кто постоянно имеет дело с аккумуляторами всех мастей. С помощью Turnigy Accucell 6 можно заряжать Li-ion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd, NiMh аккумуляторы. Для литиевых аккумуляторов предусмотрен балансировочный разъём.

Turnigy Accucell 6 является аналогом популярной зарядки IMAX B6 от Skyrc, которая есть практически у каждого авто-моделиста.

Вместе с Turnigy Accucell 6 поставляются 3 шнурка. Два из них снабжены зажимами типа "крокодил". Благодаря им зарядку можно легко цеплять к проводам.

Выходные соединительные провода снабжены разъёмом типа XT60.

Такой разъём я ранее не встречал, но в моделировании он используется широко. Очень добротный такой разъём с мощными коннекторами – можно прокачать существенный ток.

К выходным разъёмам ("OUTPUT") подключаются штекеры типа "банан" соответствующего шнура.

Также рядом с силовыми выходными разъёмами на корпусе устройства расположены балансировочные разъёмы.

К ним во время зарядки подключается балансировочный разъём от литиевого аккумулятора. Данный разъём необходим для того, чтобы во время заряда батареи, выровнять напряжение на разных "банках" литиевого аккумулятора и тем самым равномерно зарядить все ячейки составной аккумуляторной батареи.

Для зарядки других типов аккумуляторов (кроме литиевых с 2-мя и более ячейками) балансировочный разъём не нужен.

С другой стороны корпуса Turnigy Accucell 6 расположен входной разъём для подключения источника питания. Им может быть как сетевой блок питания, так и аккумуляторная батарея (например, аккумулятор авто).

Благодаря этому, использовать Turnigy Accucell 6 можно и в полевых условиях. Например, нам надо зарядить Li-Po аккумулятор. Подключаем зарядку Turnigy Accucell 6 к автомобильному аккумулятору и заряжаем Li-Po. Чтобы предотвратить чрезмерный разряд автомобильного аккумулятора в настройках зарядного устройства устанавливаем отключение устройства при входном напряжении ниже 10,5V (можно задать своё).

Для "Тюрниги" сетевой источник питания докупается отдельно. Блок питания подойдёт даже маломощный, всё зависит от того, какие аккумуляторы и каким током вы будете заряжать.

Подойдёт блок питания с выходным напряжением 10 – 18 вольт и максимальным током от 300mA до 7-8A. Конечно, лучше использовать блок питания помощнее. У меня под рукой, например, оказался 100 ваттный блок питания на 12 вольт. Не самое компактное решение, но он идеально подойдёт для зарядки Li-Po аккумуляторов даже большими токами.

Я бы рекомендовал для Turnigy Accucell 6 прикупить стабилизированный блок питания мощностью 80 — 85 ватт с выходным напряжением 12 вольт. Максимальный выходной ток такого блока около 6 — 7 ампер. Так как сама зарядка рассчитана на максимальный выходной ток 6 ампер, то такого блока хватит с запасом.

Хотя, если вы не собираетесь заряжать LiPo-аккумуляторы большими токами, то хватит и блока питания на 30 — 36 ватт (12 вольт).

Если под рукой нет блока питания, то подходящий можно купить на AliExpress. О том, как покупать на Ali я уже рассказывал тут.

Для чего пригодится универсальное зарядное устройство?

Аккумуляторы сейчас используются везде. У меня они работают в беспроводной клавиатуре и мыши, в мультиметре, фонарике и не только. Естественно, всё это добро требует свежезаряженных аккумуляторов.

Не секрет, что дешёвые зарядные устройства, а также многие "родные" зарядники, например, шуруповёртов, обладают весьма примитивным устройством. Из-за этого после нескольких циклов использования аккумулятора ёмкость его резко снижается, а то и вовсе он выходит из строя.

Я уже рассказывал на страницах сайта об устройстве зарядника шуруповёрта, а также аккумуляторного фонаря. При использовании простейших зарядных устройств (а их большинство) мы напрочь убиваем весь потенциал аккумулятора. Особенно это касается NiCd и NiMh аккумуляторов, так как они обладают "эффектом памяти".

Заряд NiCd и NiMh аккумуляторов у Turnigy Accucell 6 производится по так называемому алгоритму Delta-Peak, наиболее оптимальному для этих типов аккумуляторов.

Поэтому Turnigy Accucell 6 идеально подойдёт для зарядки пальчиковых (AA), мизинцевых (AAA) NiCd и NiMh-аккумуляторов на 1,2V.

При использовании специального бокса под батарейки можно заряжать до 15 (!) таких аккумуляторов одновременно.

Также зарядное устройство пригодится при ремонте/восстановлении NiCd аккумуляторной батареи от шуруповёрта или другого электроинструмента.

Пример использования Turnigy Accucell 6 для восстановления переразряженного литий-полимерного аккумулятора от сотового телефона.

Сейчас у любого радиолюбителя есть цифровой мультиметр. Питается такой мультиметр от 9-ти вольтовой батарейки. Емкость её невелика и, как правило, при интенсивном использовании мультиметра она быстро садится. Но в качестве такой батарейки можно применить вот такой NiMh-аккумулятор на 8,4V (ёмкостью 250 — 300 mA/h).

Понятно, что используя аккумулятор, отпадает необходимость каждый раз покупать свежую батарейку — достаточно зарядить 9V NiMh-аккумулятор.

С помощью Turnigy Accucell 6 можно заряжать и разряжать любой свинцово-кислотный аккумулятор (Pb) с напряжением до 20 вольт. Ей можно зарядить и штатный 12V аккумулятор автомобиля. Также вспомним, что свинцовые аккумуляторы сейчас активно используются везде: в бесперебойных блоках питания (UPS’ах), резервных источниках питания, фонарях, электрифицированных игрушках… Так что случись что — универсальное зарядное устройство выручит при зарядке такого аккумулятора.

Как видим, возможных применений хоть отбавляй.

Кстати, зарядка ремонтопригодная. У таких устройств обычно возникают проблемы с силовыми элементами (полевиками, резисторами, разъёмами/гнёздами), а "мозги" прибора остаются целыми.

К сожалению, в месте с зарядкой Turnigy Accucell 6 я не получил руководство пользователя. Пришлось искать в сети. Родное руководство оказалось не самым понятным (плохой перевод, низкое качество оформления), но зато нашлось качественное руководство от зарядника-клона. Оно полностью подходит для Turnigy Accucell 6.

Также удалось найти карту ремонта для IMAX B6, которая подойдёт и для Turnigy Accucell 6.

Файлы можно скачать по ссылке ниже:

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Добавить комментарий

Закрыть меню