Схема зарядного пристрою для нікель-металгідридних та нікель-кадмієвих акумуляторів. Зарядка для нікелевих Ni-Cd та Ni-MH акумуляторів схема Схеми зарядних для ni mh на мікроконтролері

На одному з радіоаматорських сайтів побачив схему для заряджання портативних Ni-Mn і Ni-Cd акумуляторів з робочою напругою 1,2-1,4 від USB-порту. За допомогою цього пристрою можна заряджати портативні акумуляторні батарейкиструмом приблизно 100 мА. Схема проста. Зібрати її не важко навіть початківцю радіоаматору.

Звісно, ​​можна купити готове ЗУ. У продажу їх зараз безліч і на будь-який смак. Але їх ціна навряд чи задовольнить радіоаматора-початківця або того, хто здатний зробити зарядний пристрій своїми руками.
Вирішив повторити цю схему, але зробити зарядний пристрій для заряджання одразу двох акумуляторів. Витік USB 2.0 складає 500 mA. Так що можна сміливо підключити два акумулятори. Доопрацьована схема виглядала так.

Також хотілося, щоб була можливість підключення зовнішнього джерела живлення напругою 5 Ст.
Схема містить всього вісім радіодеталей.

З інструменту потрібно мінімальний набір радіоаматора: паяльник, припій, флюс, тестер, пінцет, викрутки, ніж. Перед паянням радіодеталей їх необхідно перевірити на справність. Для цього нам знадобиться тестер. Резистори перевірити дуже просто. Вимірюємо їх опір та порівнюємо з номіналом. Про те, як перевірити діод та світлодіод є багато статей в інтернеті.
Для корпусу використав пластмасовий футляр розміром 65*45*20 мм. Батарейний відсік вирізав із дитячої іграшки «Тетріс».

Про переробку батарейного відсіку розповім докладніше. Справа в тому, що спочатку
плюси та мінуси клем живлення батарейок встановлені протилежно. Але мені потрібно було, щоб у верхній частині відсіку розташовувалися дві ізолювання плюсові клеми, а внизу одна загальна мінусова. Для цього я нижню плюсову клему переніс нагору, а загальну мінусову вирізав з жерсті, припаявши пружини, що залишилися.

Як флюс при паянні пружин застосовував паяльну кислоту з дотриманням усіх правил техніки безпеки. Місце паяння обов'язково промити в проточній воді до видалення слідів кислоти. Провід від клем підпаяв і пропустив усередину корпусу через просвердлені отвори.

Батарейний відсік закріпив на кришці футляра трьома маленькими саморізами.
Плату випилив зі старого модулятора ігрової приставки Денді. Вилучив усі непотрібні деталі та доріжки друкарського монтажу. Залишив лише гніздо живлення. Як нові доріжки використовував товстий мідний провід. У нижній кришці просвердлив отвори для вентиляції.

Готова плата щільно сіла в корпус, тож я її закріплювати не став.

Після встановлення всіх радіодеталей на свої місця перевіряємо правильність монтажу та очищаємо плату від флюсу.
Тепер займемося розпаюванням шнура живлення та встановленням струму зарядки для кожного акумулятора.
Як шнур живлення використовував USB шнур від старої комп'ютерної мишки і шматок проводу зі штекером від «Денді».

Шнуру живлення потрібно приділити особливу увагу. У жодному разі не можна переплутати «+» та «-». У мене на штекері «+» живлення підключений до центрального контакту чорним дротом із білою смугою. А «-» живлення йде по чорному (без смуги) дроту на зовнішній контакт штекера. На USB шнурі "+" йде на червоний дріт а "-" на чорний. Спаюємо плюс з плюсом і мінус з мінусом. Місця паяння ретельно ізолюємо. Далі перевіряємо шнур на коротке замикання, підключивши тестер у режимі вимірювання опору до клем штекера. Тестер має показати нескінченний опір. Все треба ретельно перевіряти ще раз, що б не спалити USB-порт. Якщо все нормально, підключаємо наш шнур до USB-порту та перевіряємо напругу на штекері. Тестер має показати 5 вольт.

Останній етап налаштування це встановлення зарядного струму. Для цього розриваємо ланцюг діода VD1 та «+» акумулятора. У розрив підключаємо тестер у режимі вимірювання струму, включеного на межу 200 mA. Плюс тестери на діод, а мінус до акумулятора.

Вставляємо акумулятор на місце, дотримуючись полярності, і подаємо живлення. При цьому має спалахнути світлодіод. Він сигналізує про те, що акумулятор підключено. Далі, змінюючи опір R1, встановлюємо необхідний струм заряду. У нашому випадку він дорівнює приблизно 100 mA. При зменшенні опору резистора R1 зарядний струмзбільшується, а зі збільшенням зменшується.

Те саме робимо для другого акумулятора. Після цього скручуємо наш корпус та
зарядний пристрій готовий до використання.
Оскільки різні пальчикові акумулятори мають різну
ємність, знадобиться різний часдля заряджання цих акумуляторів. Акумулятори
ємністю 1400 мА/год з напругою 1,2 В потрібно заряджати за допомогою даної
схеми приблизно 14 годин, а акумулятори 700 мА/год потрібно всього 7 годин.
У мене є акумулятори ємністю 2700 мА/год. Але заряджати їх 27 годин від USB-порту не хотілося. Тому я зробив гніздо живлення для зовнішнього джерела живлення 5 вольт 1А, який у мене лежав без діла.

Ось ще кілька фотографій готового пристрою.

Наклейки малював програмою FrontDesigner 3.0. Потім надрукував на лазерному принтері. Вирізав ножицями, наклеїв лицьовою стороною на тонкий скотч шириною 20 мм. Зайвий скотч обрізав. Як клею використовував клей-олівець, попередньо змастивши їм і наклейку та місце, куди вона клеїться. Наскільки це надійно, доки не знаю.
Тепер плюси та мінуси даної схеми.
Плюс у тому, що схема не містить дефіцитних та дорогих деталей та збирається буквально на коліні. Так само є можливість запитати від USB-порту, що не мало важливо для початківців радіоаматорів. Не треба ламати голову, звідки запитати схему. Незважаючи на те, що схема дуже проста, цей спосіб заряджання використовується в багатьох промислових зарядних пристроях.
Також можна трохи ускладнивши схему реалізувати перемикання зарядного струму.

Підбором R1, R3 і R4 можна виставити зарядний струм для різних за ємністю акумуляторів, тим самим забезпечивши зарядний струм, що рекомендується, для даного акумулятора, який зазвичай дорівнює 0,1 C (C-ємність акумулятора).
Тепер мінуси. Найбільший це відсутність стабілізації зарядного струму. Тобто
При зміні вхідної напруги буде змінено зарядний струм. Так само при помилці в монтажі або короткому замиканнісхеми є велика можливість спалити USB-порт.

Погодьтеся непогано заряджати акумулятори бездротової мишки або клавіатури прямо від персонального комп'ютера чи ноутбука. Пропоную вашій увазі простий зарядний пристрій, призначений для заряджання двох NiCd або NiMH AA акумуляторів від порту USB.

Технічні характеристики:
Розмір: 9.7cm х 3.0cm х 1,5 см
Тип акумуляторів: Два AA, NiMH або NiCd (якщо потрібно заряджати акумулятори AAA, можна замінити або модернізувати колодку)
Струм зарядки: 470mA
Заряджання: нагрівання акумулятора до 33°C
Струм підзарядки: 10 мА
Джерело живлення: настільний комп'ютер, ноутбук чи USB концентратор
Умови експлуатації: від 15 ° C до 25 ° C

Схема зарядного пристрою:

Для заряджання просто підключіть пристрій до порту USB і вставте два акумулятори, які потрібно зарядити. Після закінчення зарядки світлодіод згасне.

Приблизний час заряду:
700mAh NiCd - 1,5 години, 1100mAh NiCd - 2,5 години, 1600mAh NiMH 3,5 години, 2000mAh NiMH 4,5 години, 2500mAh NiMH 5,5 годин.

Важливо, щоб акумулятори, що заряджаються, були одного типу і мали однаковий рівень розряду. Якщо дві батареї працюють в одному пристрої, вони мають однаковий рівень заряду і їх можна заряджати разом.

Друкована плата та монтаж:

Розмір друкованої плати 9.7см х 3.0см.

Транзистор необхідно встановити на невеликий радіатор, а термістор необхідно встановити так, щоб забезпечити гарний контакт з акумуляторами.

Список елементів:
R1 56 ком ¼ Вт, 5%,
R2 27 ком ¼ Вт, 5%,
R3 22 ком ¼ Вт, 5%,
R4 47 ком ¼ Вт, 5%,
R5 750 Ом ¼ Вт, 5%,
R6 220 Ом ¼ Вт, 5%,
TR1 10 ком при 25 ° C термістор, ~3,7% / ° C,
C1 0.1 мкФ 10 В конденсатор,
Q1 TIP32C PNP транзистор, TO-220,
Z1 LM393 компаратор IC, DIP,
LED1 світлодіод, 10 мА
Додатково 2-елементна колодка-утримувач для акумуляторів, USB кабель та радіатор.

Перед підключенням зарядного пристрою безпосередньо до комп'ютера перевірте правильність монтажу. Перше включення краще проводити підключивши ЗУ usb концентратор або запитавши його від джерела живлення напругою 5В. Необхідно переконатися, що пристрій під час заряджання споживає струм у діапазоні 450 - 490 мА, т.к. специфікація usb не дозволяє підключати пристрої зі струмом споживання від порту вище 500мА, а за низького струму акумулятори будуть заряджатися довше.
Якщо виміряний струм Iне входить у діапазон від 450 до 490 мА, замініть резистор R5 підрахувавши його номінал за формулою R5 = 1.6 x I;

На цей раз мова піде про конструювання найпростішого USB-зарядника для Ni-Cd та Ni-Mh акумуляторних батарей.

Схема досить гарного зарядника проста і може бути реалізована з бюджетом лише у 20 рублів. Це вже дешевше, ніж будь-яка китайська зарядка. Серцем нашого зарядного пристрою всім добре знайома мікросхема лінійного стабілізатора LM317.

На вхід схеми подається напруга 5 від будь-якого USB-порту.

Мікросхема стабілізує напругу рівня 1,5 У. Це напруга повністю зарядженого Ni-Mh акумулятора.

А працює пристрій дуже просто. Акумулятор заряджатиметься напругою 1,5-1,6 Вольт від мікросхеми. Резистор R1 як датчик струму одночасно обмежує струм заряду. Шляхом його підбору струм можна зменшити чи збільшити.

Коли вихід схеми підключений акумулятор, на резисторі R1 утворюється падіння напруги. Його достатньо для спрацьовування транзистора, колекторний ланцюг якого підключений світлодіод. Останній спалахує і в міру заряду акумулятора згасатиме до повного відключення. Це станеться наприкінці зарядного процесу.

Таким чином, діод горить, коли акумулятор заряджається, і гасне, коли останній повністю заряджений. Одночасно в міру заряду акумулятора знижуватиметься сила струму, і в кінці її значення дорівнює 0.

З цього випливає, що перезаряд і вихід з ладу акумулятора неможливі.

Мікросхема LM317 працює в лінійному режимі, тому невеликий тепловідведення не завадить. Хоча при струмі 300 мА нагрівання мікросхеми у межах норми. Світлодіод бажано підібрати з мінімальною робочою напругою. Колір абсолютно не важливий. Замість BC337 допускається використання будь-якого малопотужного транзистора зворотної провідності, хоч на КТ315. Бажана потужність резистора R1 0,5-1 Ватт. Всі резистори, що залишилися - 0,25 і навіть 0,125 Ватт. Оскільки діапазон напруг дуже вузький, навіть похибка резисторів може вплинути працювати схеми. Тому резистор R2 рекомендується замінити на багатооборотний опором 100 Ом.

З його допомогою можна дуже точно відрегулювати потрібну вихідну напругу.

Спочатку потрібно знайти всі необхідні компоненти, а також слот для батарейок.

Пристрій може заряджати акумулятор практично будь-якого стандарту, якщо пристосувати відповідний слот. При збиранні не можна використовувати друковану плату. Монтаж робиться навісним способом. Компоненти приклеюються під слот батарейок і заливаються термоклеєм, оскільки схема дуже надійна у роботі.

Зібраний пристрій виглядає приблизно так:

Але може виглядати набагато краще.

Тільки необхідно підібрати світлодіод з мінімально можливою напругою свічення, інакше він може взагалі не світитися. За цією схемою можна заряджати кілька акумуляторів, але рекомендується використовувати лише для заряджання одного.

Нескладний компактний зарядний пристрій NiMH та NiCd акумуляторів з додатковими корисними функціями, такими як автоматичне вимкнення та контроль температури.

USB порт є майже у всіх сучасних комп'ютерах та ноутбуках. Сила струму USB 2.0 може бути більше 500 міліампер, при напрузі 5 Вольт, тобто мінімум 2,5 Ватт, а USB третього покоління ще більше. Використання такого джерела енергії дуже зручно, оскільки багато зарядок для смартфонів/планшетів також йдуть з роз'ємом юсб, та й комп'ютер часто перебуває під рукою. Сьогодні ми зробимо зарядку для пальчикових (AA) та мізинчиків (AAA) NiMH/NiCd акумуляторних батарей від USB порту. Промислові ЗУ для акумуляторів від USB можна перерахувати на пальцях і зазвичай вони заряджають маленьким струмом, що значно збільшує час підзарядки. До того ж зібравши простеньку схему ми отримуємо чудовий зарядний пристрій зі світловою індикацією і температурним датчиком, вартість якого дуже мала 1-2$.

Наш зарядний пристрій заряджає відразу два NiCd/NiMH акумулятори струмом понад 470 mA, що робить зарядку дуже швидкою. Перезаряджувані батареї можуть нагріватися, що безперечно негативно впливатиме на них, зменшиться ємність, пікова сила струму, що віддається, час нормальної експлуатації. Щоб такого не було у схемі, реалізовано автоматичне припинення подачі енергії, як тільки температура акумуляторів буде 33 і більше градусів за Цельсієм. За цю корисну функціювідповідає NTC термістор з опором 10 ком, при нагріванні його опір зменшується. Він разом із постійним резистором R4 утворює дільник напруги. Термістор обов'язково має бути у тісному контакті з акумуляторами, щоб добре сприймати зміну температури.

Головною деталлю схеми є здвоєний компаратор-мікросхема LM393.

Аналоги, якими можна замінити LM393: 1040СА1, 1401CA3, AN1393, AN6916.

При заряді транзистор гріється, його потрібно ставити на радіатор. Замість TIP32 можна взяти майже будь-який PNP структури зі схожою потужністю, я використовував КТ838А. Повним вітчизняним аналогом є транзистор КТ816, він має іншу цоколівку та корпус.

USB-кабель можна відрізати від старої мишки/клавіатури або купити. А можливо взагалі штекер юсб припаяти прямо на плату.

Якщо при подачі живлення світлодіод горить, але схема нічого не заряджає, то потрібно збільшити опір струмообмежувального резистора R6. Для перевірки нормальної роботи схеми між землею та третім виведенням мікросхеми (Vref) має бути близько 2,37 Вольт, а на другому контакті (Vtmp) LM393 1,6-1,85 Вольт.

Заряджати бажано два однакові акумулятори, щоб їх ємність була приблизно рівна. А то вийде так, що один уже зарядився повністю, а другий лише на половину.

Зарядний струм можна самостійно виставити, змінюючи опір резистора R1. Формула розрахунку: R1 = 1,6 * Необхідний струм.

Наприклад, я хочу, щоб мої акумулятори заряджалися струмом 200 mA, підставляємо:

R1 = 1,6 * 200 = 320 Ом

Це означає, що, встановивши змінний/підрядковий резистор, ми можемо додати таку незвичайну функцію для зарядних пристроїв як самостійний вибір зарядного струму. Якщо, наприклад, акумулятор потребує заряду струмом не більше 0,1C то викрутивши резистор ми з легкістю виставимо потрібно нам значення. Це дуже актуально для таких мініатюрних промислових акумуляторів, у яких ємність вкрай мала і обумовлена ​​їх розмірами.

Під час нагрівання акумуляторів заряджання буде вимкнено. Це може збільшити час заряджання, тому рекомендую ставити охолодження у вигляді невеликого вентилятора.

Якщо у вас NiCd акумулятори, їх перед зарядкою потрібно розрядити до 1 Вольта, тобто щоб було використано 99% ємності. Інакше відчуватиметься негативний ефект пам'яті.

Коли банки будуть повністю заряджені зарядний струм впаде приблизно до 10 мА. Цей струм запобігатиме природному саморозряду нікель-металогідридних/камдієвих акумуляторів. У перших спостерігається 100% розряд протягом року, а й у другого типу приблизно 10%.

Друкована плата для зарядного пристрою існує в декількох версіях, в одній з них USB гніздо зручно розташоване прямий на платі, тобто можливо експлуатувати USB шнур типу тато-тато.

Завантажити плати у форматі.lay можна тут

С. Ричихін

Пропоную варіант нескладного зарядного пристрою. Для його складання можна використовувати деталі вітчизняної апаратури, що відслужила своє століття.

Прилад є регульованим стабілізованим джерелом струму, що дозволяє підтримувати задане значення зарядного струму протягом всього процесу заряджання акумуляторів. Схема пристрою наведено на рис. 1.

Мережева напруга знижує трансформатор Т1, випрямляє діодний міст VD1 та згладжує конденсатор С1. Випрямлена та згладжена напруга надходить на стабілізатор струму, зібраний на транзисторах VT1, VT2, стабілітроні VD2 та резисторах R2-R6.

Принцип дії стабілізатора струму дуже простий: на транзисторі VT1 зібраний звичайний стабілізатор напруги, на базу якого подано зразкову напругу зі стабілітрону VD2, а в ланцюг емітера включені резистори R4-R6, які задають струм зарядки акумуляторів. Оскільки напруга з урахуванням транзистора VT1, отже, і цих резисторах стабілізовано, те й струм, протікає крізь них і ділянка емітер-колектор транзистора VT1, стабільний. Отже, стабільний струм бази транзистора VT2, який регулює зарядний струм акумуляторів. Резисторами R5 і R6 здійснюють відповідно грубу та точну регулювання струму зарядки. Зарядний струм контролюють за показаннями міліамперметра РА1. Діод VD3 запобігає розрядженню підключених акумуляторів при вимиканні пристрою. Світлодіод HL1 відображає підключення зарядного пристрою до мережі.

У пристрої замість зазначених на схемі можна використовувати будь-які транзистори серії КТ315 (VT1), КТ814, КТ816 (VT2). Транзистор VT2 бажано встановити на невелике тепловідведення площею 8...10 см2. Допустимий прямий струм діодів VD1 і VD3 повинен бути не меншим за максимальний струм заряджання акумуляторів. Стабілітрон VD2 - будь-який на напругу 10...12 В. Постійні резистори - МЛТ-0,5, змінні - будь-які. Конденсатор С1 - будь-який оксидний, ємністю не менше зазначеної на схемі та номінальною напругою не менше амплітудного значення напруги на вторинній обмотці трансформатора Т1.

Трансформатор – вихідний трансформатор кадрової розгортки лампового телевізора ТВК-70Л2. Його магнітопровід необхідно перебрати встик, видаливши паперову ізолюючу прокладку в зазорі між торцями пластин магнітопровід. Первинна обмотка залишається, а вторинну необхідно перемотати. Первинна обмотка містить 3000 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,12 мм, вторинна (перемотана) - 330 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,23 мм. Перетин магнітопроводу – 18x23 мм. Напруга на вторинній обмотці допрацьованого трансформатора повинна знаходитися в межах 22...25 В. Міліамперметр постійного струму - будь-який з повним відхиленням струмом 50 мА.

Всі деталі зарядного пристрою, за винятком трансформатора Т1, світлодіода HL1, змінних резисторів R5 і R6, міліамперметра РА1 і транзистора VT2, що регулює, збирають на друкованій платі, креслення якої наведено на рис. 2.

Зовнішній виглядзібраного пристрою показано на рис. 3.

Алгоритм зарядки дуже простий: розряджені акумулятори підключають до зарядного пристрою і заряджають протягом 16 год. Зарядний струм вибирають виходячи з номінальної ємності акумулятора. Для цього ємність акумулятора (А-год) множать на 100 і отримують зарядний струм в міліамперах. Наприклад, для акумулятора ЦНК-0,45 зарядний струм дорівнює 45 мА, а батареї 7Д-0,125 - 12,5 мА.

Безпомилково зібраний пристрійналагодження не потребує.
[email protected]