Схема зарядки для кадмиевых аккумуляторов

Схема зарядки для кадмиевых аккумуляторов

Предлагаю вариант несложного зарядного устройства. Для его сборки можно использовать детали из отслужившей свой век отечественной аппаратуры.

Прибор представляет собой регулируемый стабилизированный источник тока, позволяющий поддерживать заданное значение зарядного тока в течение всего процесса зарядки аккумуляторов. Схема устройства приведена на рис. 1.

Сетевое напряжение понижает трансформатор Т1, выпрямляет диодный мост VD1 и сглаживает конденсатор С1. Выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на стабилизатор тока, собранный на транзисторах VT1, VT2, стабилитроне VD2 и резисторах R2—R6.

Принцип действия стабилизатора тока весьма прост: на транзисторе VT1 собран обычный стабилизатор напряжения, на базу которого подано образцовое напряжение со стабилитрона VD2, а в цепь эмиттера включены резисторы R4—R6, которые задают ток зарядки аккумуляторов. Поскольку напряжение на базе транзистора VT1, а значит, и на этих резисторах стабилизировано, то и ток, протекающий через них и участок эмиттер—коллектор транзистора VT1, стабилен. Следовательно, стабилен и ток базы транзистора VT2, который регулирует зарядный ток аккумуляторов. Резисторами R5 и R6 осуществляют соответственно грубую и точную регулировки тока зарядки. Зарядный ток контролируют по показаниям миллиамперметра РА1. Диод VD3 предотвращает разрядку подключенных аккумуляторов при выключении устройства. Светодиод HL1 индицирует подключение зарядного устройства к сети.

В устройстве вместо указанных на схеме можно использовать любые транзисторы серий КТ315 (VT1), КТ814, КТ816 (VT2). Транзистор VT2 желательно установить на небольшой теплоотвод площадью 8. 10 см2. Допустимый прямой ток диодов VD1 и VD3 должен быть не менее максимального тока зарядки аккумуляторов. Стабилитрон VD2 — любой на напряжение 10. 12 В. Постоянные резисторы — МЛТ-0,5, переменные — любые. Конденсатор С1 — любой оксидный, емкостью не менее указанной на схеме и номинальным напряжением не менее амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т1.

Трансформатор — выходной трансформатор кадровой развертки лампового телевизора ТВК-70Л2. Его магнитопровод необходимо перебрать встык, удалив бумажную изолирующую прокладку в зазоре между торцами пластин магнитопровода. Первичная обмотка остается, а вторичную необходимо перемотать. Первичная обмотка содержит 3000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм, вторичная (перемотанная) — 330 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,23 мм. Сечение магнитопровода — 18×23 мм. Напряжение на вторичной обмотке доработанного трансформатора должно находиться в пределах 22. 25 В. Миллиамперметр постоянного тока — любой с током полного отклонения 50 мА.

Все детали зарядного устройства, за исключением трансформатора Т1, светодиода HL1, переменных резисторов R5 и R6, миллиамперметра РА1 и регулирующего транзистора VT2, собирают на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 2.

Внешний вид собранного устройства показан на рис. 3.

Алгоритм зарядки весьма прост: разряженные аккумуляторы подключа ют к зарядному устройству и заряжают в течение 16 ч. Зарядный ток выбирают исходя из номинальной емкости аккумулятора. Для этого емкость аккумулятора (в А-ч) умножают на 100 и получают зарядный ток в миллиамперах. Например, для аккумулятора ЦНК-0,45 зарядный ток равен 45 мА, а для батареи 7Д-0,125 — 12,5 мА.

Источник

Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов. Схема и описание

В предыдущей статье мы рассмотрели схему зарядки для литий ионных аккумуляторов. Эта же зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов предназначена для зарядки двух никель-кадмиевых аккумуляторов постоянным током. Устройство имеет 2 режима зарядки, автоматическое отключение зарядки и звуковой сигнал окончания зарядки.

Описание работы зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов

Схема питания зарядного устройства состоит от понижающего трансформатора, имеющего на выходе вторичной обмотки 12 вольт, двух выпрямительных диодов (VD1 и VD2) и сглаживающего конденсатора C1 на 1000 мкФ. Далее напряжение поступает на DA1 — трехвыводной стабилизатор напряжения 7806 создающего 6 вольт для питания схемы.

Транзистор VT1 и светодиод HL1 являются основой источника постоянного тока. Прямое напряжение красного светодиода (около 1,5 вольт) минус напряжение база-эмиттер транзистора VT1 (около 0,6 В) проходит через резистор сопротивлением 6,8 Ом или 15 Ом в зависимости от положения переключателя SA1. При выборе резистора 15 Ом в цепи эмиттера зарядный ток составляет около 60 мА, в то время как с резистором 6,8 Ом ток равен 130 мА.

Этого достаточно, чтобы зарядить никель-кадмиевый аккумулятор емкостью 600 mAh (AA) за 14 часов и 5 часов соответственно. Если нет подходящего сопротивления, то его можно получить путем параллельного соединения нескольких резисторов, либо последовательным соединением резисторов.

Компаратор LM393 (DD2) используется для режима автоматического отключения зарядки. На его инвертирующем входе при помощи подстроичного резистора установлено 2,9 вольт (номинальное), в то время как его неинвертирующий входе отслеживает напряжение на аккумуляторе.

В то время, когда никель кадмиевый аккумулятор заряжается, внутренний выходной транзистор (в LM393) открыт и, следовательно, открыт транзистор VT1 источника тока. После того, как аккумулятор зарядится примерно на 80% или более от своей емкости, напряжение на клеммах аккумулятора превысит 1,45 вольт.

Напряжение на неинвертирующем входе (вывод 3) DD2 превысит опорное напряжение на инвертирующем входе (вывод 2). Это приведет к тому, что на выходе компаратора сигнал изменяется на противоположный, транзистор VT1 закроется и отключится источник тока.

Для того чтобы исключить постоянное переключение компаратора на границе порогового напряжения, в схему добавлен конденсатор на 0,1 мкФ обеспечивающий обратную связь между выходом и инвертирующим входом компаратора.

Четыре логических элемента И-НЕ микросхемы DD1 используются для построения двух простых генераторов с разными частотами. При соединении сигналов с этих генераторов образуется тональный сигнал, который воспроизводится пьезоэлектрическим элементом в момент, когда заряд закончен.

Источник

Самодельное зарядное устройство для аккумуляторной дрели на NiCd батареях

В этой статье описываются пошаговые инструкции по созданию зарядного устройства для аккумуляторной батареи NiCd (ni-cad).

** Предупреждение **
С помощью описанного метода можно заряжать только никель-кадмиевые батареи. Тип батарей обычно пишется на батарейных блоках. Новые дрели и шуруповерты используют другие типы батарей (Li-Ion, NiMh), которые будут взрываться, если использовать ниже описанный способ зарядного устройства. Если нет уверенности, то лучше не пытайтесь использовать данную инструкцию. Неправильная конструкция или расчет компонентов, также могут привести к воспламенению или взрыву батареи.

Необходимые материалы и инструменты:

— деревянный брусок;
— доска, толщиной 20 – 25 мм. или фанера 10 мм.;
— саморезы 32 или 41 мм.;
— медная проволока, диаметром 6 мм.;
— диод;
— светодиод;
— несколько резисторов;
— выходной трансформатор;

— шуруповерт или отвертка;
— настольная пила;
— электролобзик;
— вольтметр;
— сверло 3и 4 мм.;
— паяльник, припой, флюс;

Шаг первый: Изготовление брусков

Отрежьте два деревянных бруска, толщиной и размером с выступающую часть аккумуляторного блока. Бруски будут удерживать аккумуляторный блок на месте.

Блоки должны быть одинаковой толщины. На одном бруске сделайте v-образную канавку, чтобы в неё поместилась закругленная часть батарейного блока. На втором бруске, с помощью настольной пилы, сделайте два паза. Данные пазы могут отличаться по форме. Все зависит от формы аккумуляторного блока. С помощью небольшого куска дерева скрепите два бруска с помощью саморезов. После этого проверьте плотность подгонки деревянных деталей.

Шаг второй: Изготовление второй части держателя батареи

Из тонкой доски вырежьте деталь для второй стороны. Чем тоньше, тем лучше. Можно использовать фанеру. Для удобства дальнейшей работы, с помощью электролобзика, вырежьте фигурный рисунок. С помощью данного выреза будет понятно, где именно будут располагаться клеммы питания на аккумуляторном блоке.

Шаг третий: Установка медных контактов в держатель батареи

Для медных контактов мастер использовал одножильный медный кабель, диаметром 6 мм. Для контакта проволоки и клемм аккумуляторного блока были просверлены два отверстия. Одно отверстие для положительной клеммы и одно для отрицательной клеммы аккумулятора.
Затем необходимо снять изоляцию с проводов. После чего, зачищенную часть согнуть в U-образную форму, чтобы проволока торчала. Вставить проволоку в отверстия. Провода должны касаться клемм на аккумуляторе. Для проверки работоспособности необходимо использовать вольтметр.

Шаг четвертый: Сборка держателя батареи

Держатель батареи должен плотно подходить к батарейному блоку. Контакты должны касаться обеих клемм аккумуляторного блока.

Шаг пятый: Пайка электрической цепи

Диод, светодиод и несколько резисторов необходимы для того, чтобы аккумулятор заряжался с безопасной скоростью.
Мастер данной самоделки стремится к хорошей и медленной скорости зарядки в 1/16 С (емкость делится на 16). Поскольку у него выходной трансформатор переменного тока, то пришлось удвоить его до 1/8. Предпочтительней использовать 1/16 С для зарядных устройств постоянного тока, иначе могут разрушиться или загореться батареи.

Производительность 1,6 ампер-часа / 8 = 0,2А.
Номинальное напряжение полностью заряженного никель-кадмиевого элемента составляет 1,2 В. Так что в 12V аккумуляторе от шуруповерта, содержится 10 пальчиковых аккумуляторов. (12 В / 1,2 = 10 аккумуляторов).

Напряжение полностью разряженного никель-кадмиевого элемента составляет 0,8 В. 10 аккумуляторов * 0,8 В на 1 акк. = 8 В.
Зарядное устройство на 20 В — батарея на 8 В = разница в 12 В.
Уровень заряда 12 В / 0,2 А = 60 Ом.
12 В * 0,2 А = 2,4 Вт тепла, которое будет выделяться.
2,4 Вт / 2 (из-за трансформатора переменного тока) = 1,6 Вт.

Мастер использовал набор из 6 резисторов, чтобы приблизиться к расчетным 60 Ом. Это дало около 3,0 Вт рассеиваемой мощности при использовании резисторов 0,5 Вт. Поскольку используется зарядное устройство переменного тока, мощности 3,0 Вт более чем достаточно, поскольку резисторы отдыхают во время отрицательного полупериода переменного тока. В действительности они выдают только 1.6 Вт.

Для зарядного устройства постоянного тока на 20 В требуемая скорость зарядки составила бы 1/16 = 0,1 А и 120 Ом. 12 В * 0,1 А = 1,2 Вт. Шесть резисторов 0,5 Вт, вероятно, тоже подойдут для этого, но значения будут другими (120 Ом вместо 60).
*Обязательно делайте свои расчеты – это только пример.*

Светодиод индикации заряда должен получить около 0,02 А макс.
(Прямое падение напряжения 12В — 1,7В) = 10,3В. 10,3 В / 0,02 А = 515 Ом. Резистор 680 Ом будет в самый раз. Светодиод, чтобы не умер резистор.

Шаг шестой: Проверка зарядной цепи

Мастер смастерил крышку для закрытия электроники. Обрезал доску (можно фанеру) до размера, равного боковым сторонам держателя батареи. Протянул шнур от трансформатора через доску и подпаял к электрической цепи.
Также просверлил отверстие для светодиода. При включении вилки в розетку, светодиод должен загореться.

Шаг седьмой: Сокрытие электроники

Убедившись, что все работает, пришло время закрыть электронику. Отрежьте две прокладочные планки, чтобы крышка не сломала электронику. Автор использовал тонкий кусок древесноволокнистой плиты. Просверлите одновременно отверстия в доске (или фанере) и проставках.

Шаг восьмой: Финал

Закрутите последние саморезы и попробуйте зарядить аккумулятор.
Мастер также прикрутил деревянный брусок к стене, на котором закрепил зарядное устройство. Теперь оба аккумулятора будут готовы к работе тогда, когда они будут нужны.

Источник

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

На этот раз речь пойдет о конструировании простейшего USB-зарядника для Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторных батарей.

Схема довольно хорошего зарядника проста и может быть реализована с бюджетом всего в 20 рублей. Это уже дешевле, чем любая китайская зарядка. Сердцем нашего зарядного устройства всем хорошо знакомая микросхема линейного стабилизатора LM317.

микросхема линейного стабилизатора LM317

На вход схемы подается напряжение 5 В от любого USB-порта.

Микросхема стабилизирует напряжение до уровня 1,5 В. Это напряжение полностью заряженного Ni-Mh аккумулятора.

А работает устройство очень просто. Аккумулятор будет заряжаться напряжением 1,5-1,6 Вольт от микросхемы. Резистор R1 в качестве датчика тока одновременно ограничивает ток заряда. Путем его подбора ток можно уменьшить или увеличить.

Когда на выход схемы подключен аккумулятор, на резисторе R1 образуется падение напряжения. Его достаточно для срабатывания транзистора, в коллекторную цепь которого подключен светодиод. Последний загорается и по мере заряда аккумулятора будет потухать до полного отключения. Это произойдет в конце зарядного процесса.

Таким образом, диод горит, когда аккумулятор заряжается, и тухнет, когда последний полностью заряжен. Одновременно по мере заряда аккумулятора будет снижаться сила тока, и в конце ее значение будет равно 0.

Из этого следует, что перезаряд и выход из строя аккумулятора невозможны.

Микросхема LM317 работает в линейном режиме, поэтому небольшой теплоотвод не помешает. Хотя при токе 300 мА нагрев микросхемы в пределах нормы. Светодиод желательно подобрать с минимальным рабочим напряжением. Цвет абсолютно не важен. Вместо BC337 допускается использование любого маломощного транзистора обратной проводимости, хоть на КТ315. Желательная мощность резистора R1 0,5-1 Ватт. Все оставшиеся резисторы – 0,25 и даже 0,125 Ватт. Поскольку диапазон напряжений очень узкий, то даже погрешность резисторов может повлиять на работу схемы. Поэтому резистор R2 настоятельно рекомендуется заменить на многооборотный сопротивлением 100 Ом.

С его помощью можно очень точно отрегулировать нужное выходное напряжение.

Сперва нужно найти все необходимые компоненты, а также слот для батареек.

Устройство может заряжать аккумуляторы практически любого стандарта, если приспособить соответствующий слот. При сборке можно не использовать печатную плату. Монтаж делается навесным способом. Компоненты приклеиваются под слот батареек и заливаются термоклеем, поскольку схема очень надежна в работе.

Распиновка выводов микросхемы:

Собранное устройство выглядит примерно так:

Собранное устройство

Но может выглядеть гораздо лучше.

Только необходимо подобрать светодиод с минимально возможным напряжением свечения, в противном случае он может вообще не светиться. По этой схеме можно заряжать несколько аккумуляторов, но рекомендуется использовать только для заряда одного.

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

Автор: АКА КАСЬЯН

Источник