Блок с датойБлок с временемБлок с возрастом сайта
Mr.ALB

    Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт

    Да пребудут с вами Силы СВЕТА!

     

    Электроника. Источники питания

    Зарядное устройство для аккумуляторов
    Ni-MH типа Size 9V

    Аккумуляторы Ni-MH типа Size 9V используются вместо батареек Крона и им подобных. У меня в прошлом году возникла необходимость создать простое зарядное устройство из доступных радиоэлементов. Сейчас делюсь своей разработкой, может быть кому и пригодится.

    Описание схемы

    Ниже на Pic 1 приведена схема зарядного устройства. Общая схема зарядного устройства строится по принципу безтрансформаторной схемы питания.

    !ВНИМАНИЕ! НЕТ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ! При повторении конструкции будьте внимательны и осторожны!

    На входе блока питания зарядника стоят гасящие конденсаторы С1 и C2. Их ёмкость позволяет подавать в устройство ток до 100 мА. Замечу, что предельные токи не желательны, так как общее напряжение на схеме управления снизится и она не будет функционировать. Оптимальные токи заряда следует устанавливать до 50 мА.

    * Cоздал удобный вычислитель гасящего конденсатора. Если есть интерес поэкспериментировать со схемой, то можно рассчитать этот конденсатор под требуемые условия. Расчёт позволяет быстро ориентироваться на возможностях безтрансформаторной схемы блока питания. Значения частоты и напряжения сети можно задавать любые другие, к примеру, 60 Гц и 110 В.

    Расчёт гасящего конденсатора
    Ёмкость конденсатора * мкФ (uF)
    Реактивное сопротивление * Ом (Ohm)
    Частота сети Гц (Hz)
    Напряжение сети В (V)
    Напряжение на нагрузке В (V)
    Ток на нагрузке * мА (mA)
     
     

    ©2016-07-06 Mr.ALB

    Параллельно конденсаторам подключен резистор R1 - для их разряда после отключения зарядника от сети ~220 В. Переменное напряжение после гасящих конденсаторов выпрямляется мостом из четырёх диодов VD1-VD4, которое накапливается на фильтрующем конденсаторе C3. Резистор R2 во входной цепи ограничивает бросок тока в момент включения зарядника в сеть. Далее за конденсатором C3 в цепи установлен балластный резистор R3 (можно не устанавливать, его роль будет выполняться компонентами входной цепи) за которым следует аналог мощного стабилитрона, выполненный на элементах VT1, R4, C4, VD5. Этот стабилитрон настроен так, чтобы на его выходе было напряжение около +13.5 В, которое необходимо для работы зарядного устройства.

    Схема зарядника

    Pic 1. Схема зарядника для аккумуляторов Ni-MH типа Size 9V

    Схема зарядного устройства состоит из двух блоков*:

    • Блок контроля зарядного напряжения. Позволяет отключать заряжаемый аккумулятор при достижении на нём предельного напряжения. Собран на компараторе DD1 и ключе VT2 с сопутствующими элементами. Где: VD7 стабилизирует опорное напряжение на R6, с помощью которого выставляется пороговое напряжение отключения заряда на выводе 9 DD1. На вход 8 DD1 подаётся напряжение сравнения с делителя R12-R13.
    • Блок источника тока заряда аккумулятора. Собран на элементах VD7(ИОН*), VT3-VT4 (регулирующий элемент ИТ*), R11 (задаёт ток заряда), R12-R13 (делитель напряжения для компаратора).

    Светодиод VD6 зелёного цвета – индикатор работы устройства. Светодиод VD7 – индикатор тока заряда. Если аккумулятор к заряднику не подключен, то VD7 не горит. При подключении аккумулятора VD7 загорается и сигнализирует о зарядке. В момент совпадения напряжений на входе 8 и 9 DD1, напряжение на его выходе 14 принимает значение низкого уровня и ключ на транзисторе VT2 отключает работу источника тока. Зарядка завершена.

    Значение порогового напряжения выбирается так, чтобы на аккумуляторе было +9.8 В. Вообще этот тип аккумулятора имеет 7 банок. Каждая банка номинально имеет 1.25 В и позволяет безопасно заряжаться до напряжения 1.36 В. Предельное значение при зарядке не должно превышать 1.4 В. Это для одной банки, тогда для всей батареи предельное напряжение будет:

    U_заряда_max = 1.4 * 7 = 9.8 В (1)

    Ток заряда аккумулятора выставляется с помощью R11 (использовал тип СП5-3). Обычно аккумуляторы Ni-Cd, Ni-MH заряжаются током 0,1С*. Продолжительность зарядки будет 14 часов. Можно несколько ускорить заряд, повысив ток заряда. Если будете использовать зарядное устройство на более высоких токах, то желательно транзисторы VT1 и VT4 установить на небольшие радиаторы.

    Расчёт времени заряда
    Ёмкость батареи мАч (mAh)
    Ток заряда мА (mA)
    Время заряда
     
     

    ©2016-07-05 Mr.ALB

    Ниже на фото показана реализация данного устройства.

    Сборка проведена навесным монтажом на двух макетных платах из электротехнического картона. Смысла разводить печатную плату я не вижу. Устройство единичное и нет смысла терять время на плату. Если сделать корпус из ABS то устройство будет вполне законченным и удобным в пользовании.

    Pic 2. Стенд для проверки устройства

    Замечу, что стенд в некотором роде универсальный, позволяет проводить проверку разных небольших устройств имеющих сетевое питание ~220 В.

    Далее на плате, на фото ниже, собран безтрансформаторный блок питания зарядника. Видно, что использовал резисторы 0,5 Вт в параллеле. Это и мощность повышает и сопротивление получаю необходимое.

    Pic 3. Плата безтрансформаторного блока питания

    Далее плата самого зарядника. Светодиоды впаяны по месту, но если делать корпус, конечно их нужно будет вывести на него.

    Pic 4. Плата зарядника

    А это моя аккумуляторная батарейка, для которой всё и затевалось. Несколько видов.



    Pic 5. Аккумуляторная батарейка. Разные виды

    В заключение можно сказать, что все детали доступны и устройство легко повторяется. Показанная конструкция может быть выполнена гораздо более компактно, если использовать планарные детали и вместо выпрямительного моста из диодов 1N4007 использовать выпрямительный мост, к примеру, MB6S.

    И ещё можно добавить, что созданное зарядное устройство вполне хорошо может заряжать и другие типы небольших аккумуляторов. Достаточно выставить требуемый ток заряда.

    . Ссылка на статью: #3
    Предыдущая страница Страница 3 Далее