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.
Простая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора: подробное описание самоделки
Самая простая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора: описание самоделки.
Если Вам срочно нужно зарядить севший аккумулятор в автомобиле, а под рукой нет зарядного, то его можно сделать из подручных материалов.
Такую схему зарядного устройства можно довольно просто собрать своими руками, при отсутствии паяльника и прочих радиоэлементов.
Прежде чем пользоваться таким зарядным устройством, хочу вас предупредить! Все детали, включая аккумуляторную батарею, находятся под опасным для жизни напряжением 220 вольт!
Поэтому соблюдайте элементарные правила электробезопасности!
На рисунке представлена схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.
Как вы заметили, в схеме, всего две детали: лампа накаливания и диод.
При использовании лампы накаливания мощностью 100 Ватт, ток зарядки аккумулятора составляет около 0,25 Ампера. Также можно навесить еще такую же лампу и получить примерно 0,5 Ампера.
Детали: лампа накаливания любая стандартная, на напряжение 250 вольт; диод любой- напряжением 250 вольт и током не ниже 0,5 А.
Вот еще более сложная схема этого зарядного устройства:
В нем уже четыре диода или один диодный мост.
Тут от одной 100 Ваттной лампы ток составляет около 0,5 Ампера. Но естественно можно его увеличить навесив параллельно еще лампы накаливания из расчета 1 лампа = 0,5 А.
Мощность диодов вычислите сами в зависимости от количества ламп и напряжением не ниже 250 вольт.
Вообще аккумуляторную батарею следует заряжать 0,1 от ее емкости. То есть если аккумуляторная батарея емкостью 90 ампер/ часов, то ток через нее должен быть 9 ампер. Время с полной разрядки до полного заряда составит около 10-12 часов. Но обычно таким током мало кто заряжает и берут обычно раза в два меньше и время больше.
Это простое зарядное устройство может выручить в ситуации когда неожиданной сел аккумулятор.
Однажды я приехал на дачу и по неловкости забыл выключить габариты. После нескольких часов работы на даче, перед тем как ехать я вставил ключ в замок зажигания и понял, что аккумулятор в ноль разряжен. Поблизости не то, что машин, людей нет, чтоб помощи попросить. Благо на даче было электричество.
Я быстро порылся в кладовке и нашел советскую плату от лампового телевизора. Снял от туда выпрямительную плату с диодами. Ну а лампочку найти не проблема. Собрал все минут за двадцать.
Снял аккумулятор, все соединил, включил в сеть. (будете делать подобное — не перепутайте последовательность действий!). Через часа три, решил попробовать завести, аккумулятор был не новый, но и не старый. Выключил, поставил аккумулятор, завел. Завелась машина без лишних трудностей. Ну а дальше пускай автомобильная система зарядки работает. И я без проблем добрался до дома.Ещё раз хочу напомнить! Такое зарядное устройство не рекомендуется для регулярной зарядки аккумулятора, но как разовая экстренная зарядка в безвыходной ситуации, вполне сгодится. Перед зарядкой, аккумулятор отключайте от бортовой сети и снимайте с автомобиля. При подключением зарядного в розетку, помните, что напряжение 220 вольт опасно для жизни!
Руководство по сборке зарядных устройств для аккумуляторов
В этом руководстве мы рассмотрим схемы зарядки герметичных свинцово-кислотных (SLA), никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлогидридных (NiMH) и литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов.
Мы предоставим схемы и инструкции по их сборке.
Но прежде чем мы начнем, знайте, что важно правильно заряжать аккумуляторы. Использование неправильного напряжения или тока, или неправильного типа цепи зарядки аккумулятора может привести к возгоранию или даже взрыву аккумулятора. Соблюдайте осторожность при использовании самодельных схем зарядки аккумуляторов и не оставляйте заряжающиеся аккумуляторы без присмотра.
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
Герметичные свинцово-кислотные (SLA) аккумуляторы отлично подходят, если у вас есть место. Их большой размер позволяет им долго сохранять заряд на полке. Аккумуляторы SLA обычно заряжаются от источника постоянного напряжения. Зарядное устройство настроено на определенное напряжение, которое остается неизменным на протяжении всего цикла зарядки. Это позволяет батарее изначально потреблять большой ток, который затем уменьшается по мере зарядки. Начальный ток должен быть ограничен, чтобы предотвратить повреждение и перегрев.
На боковой стороне батареи SLA обычно есть этикетка со списком напряжений, которые следует использовать для зарядки:
На изображении выше приведены характеристики напряжения и тока для зарядки батареи в режиме «ожидания» или «циклического использования». Использование в режиме ожидания относится к батареям, которые проводят большую часть времени на зарядном устройстве в режиме поддерживающей зарядки. Циклическое использование относится к батареям, которые часто используются и часто заряжаются.
Начальный зарядный ток показан для режима ожидания и циклического использования. Ток заряда не должен превышать указанного значения (в данном случае 2,1 А). Зарядное напряжение отличается для режимов ожидания и циклического использования.
В зарядном устройстве SLA цикличность должна контролироваться на этой частоте; аккумулятор будет перезаряжаться, как только он достигнет емкости. Зарядку можно производить с помощью настольного блока питания с ограничением тока.
Просто установите значение напряжения, которое вы будете использовать, и установите ограничение тока на значение, указанное на аккумуляторе.
Ниже показана схема зарядного устройства для аккумуляторов SLA, которое автоматически переключает скорость, когда аккумулятор полностью заряжен:
Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные
Никель-кадмиевые (NiCd) батареи были популярны в течение последних нескольких десятилетий, но постепенно их заменяют никель-металлогидридными (NiMH) батареями. Причина в том, что батареи NiMH имеют меньшую память заряда по сравнению с батареями NiCd.
Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы имеют аналогичные требования к зарядке. Оба типа предлагают возможность заряжать столько, сколько вам нужно последовательно. Оба могут заряжаться постоянным током.
Это схема сборки зарядного устройства на дискретных транзисторах, которое можно использовать для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов:
Эта схема предназначена для зарядки 12-вольтовой батареи при токе 50 мА, но ее можно легко масштабировать до более высоких напряжений и токов с помощью подходящих компонентов.
Диоды D1 и D2 и резистор R2 обеспечивают постоянное напряжение 1,2 В на базе Q1, так как напряжение база-эмиттер всегда составляет 0,6 В. Правильно подобрав R1, мы имеем программируемый источник постоянного тока. Чтобы рассчитать значение R1, которое будет обеспечивать определенный ток, используйте эту формулу:
R = V / I
В этом случае V равно 0,6 В, а ток заряда будет равен 50 мА, поэтому:
R = 0,6 В / 50 мА
R1 = 12 Ом
На приведенной ниже схеме показан регулируемый стабилизатор напряжения LM317, настроенный на постоянный ток. источник. Это зарядное устройство может заряжать как никель-кадмиевые, так и никель-металлогидридные аккумуляторы:
Схема предназначена для зарядки аккумулятора 12 В при токе 50 мА.
LM317 подает опорное напряжение 1,25 В между Vadj и Vout. Чтобы рассчитать значение R3 для получения определенного зарядного тока, используйте эту формулу:
R = V / I
Таким образом, при V при 1,25 В и I при 50 мА,
R = 1,25 В / 50 мА
R3 = 25 Ом
Литий-полимерный
9000 2 Литий-полимерные (LiPo) батареи популярны в радиоуправляемых моделях.
, ноутбуки и блоки питания, потому что они могут иметь высокое напряжение и большую емкость для своего размера.Аккумуляторы LiPo требуют осторожной и контролируемой зарядки. Батареи LiPo нельзя заряжать последовательно. Правильный цикл зарядки LiPo состоит из четырех последовательных этапов зарядки:
После подключения полностью разряженной батареи LiPo к зарядному устройству первым этапом является предварительная зарядка. На этом этапе зарядный ток устанавливается равным 10% от максимального зарядного тока. На следующем этапе к батарее подается постоянный ток, в то время как напряжение резко возрастает. В конечном итоге напряжение выравнивается на третьем этапе, когда к аккумулятору прикладывается постоянное напряжение. На заключительном этапе ток начинает падать. Когда ток заряда становится равным 10% от максимального тока заряда, зарядка прекращается:
Аккумуляторы LiPo можно заряжать с помощью модуля зарядки литиевых аккумуляторов TP4056. Модуль может питаться от 5В, подаваемого по кабелю micro USB, или через контакты на печатной плате.
Когда аккумулятор полностью заряжен, загорается зеленый светодиод. Аккумулятор подключается к контактам B+ и B-. Есть также контакты OUT, которые можно использовать для включения зарядного устройства в другую цепь. Модуль также контролирует и предотвращает переразряд.
Хотя сделать зарядное устройство не так уж сложно, всегда помните о необходимости соблюдать осторожность. Аккумуляторы, которые не заряжены должным образом, могут загореться или взорваться. Тем не менее, создание зарядных устройств, описанных выше, может быть чрезвычайно полезным в самых разных проектах по созданию электроники своими руками.
Спасибо за чтение и не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть вопросы о чем-либо!
Схемы зарядного устройства
Battery Charger Circuits использует небольшой постоянный ток для зарядки аккумулятора во время полного процесса зарядки. Когда батарея достигает заданного значения, зарядка CC прекращается. В основном этот метод используется для зарядки NiCd, NiMH и Li-ion аккумуляторов.
от Farwah Nawazi
Введение Никто не может не знать о зарядных устройствах. Мы используем его каждый день. Каждый из нас … Читать далее
от Farwah Nawazi
Введение Батареи бесполезны, если у нас нет с ними зарядного устройства. Цепи зарядного устройства играют … Читать далее
Фарва Навази
Введение В эту эпоху мы стали больше зависеть от электронных устройств и гаджетов. От мобильных телефонов до … Читать дальше
by Farwah Nawazi
Введение В наши дни мы все больше полагаемся на технологические устройства и гаджеты. Мы просто не в состоянии … Читать далее
от Farwah Nawazi
Введение Беспроводные электронные устройства не могут работать без батарей.
Ноутбуки, мобильные телефоны, электронные гаджеты, игровые устройства и т. д. нуждаются в батареях. … Читать далее
Киран Салим
В этом уроке мы собираемся сделать «схему зарядного устройства с автоматическим отключением». Аккумулятор … Читать далее
by Farwah Nawazi
Введение В современном мире мы все больше зависим от технологических устройств и гаджетов. Мы просто не можем функционировать … Читать далее
Киран Салим
В этом уроке мы создадим «Схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов». Аккумуляторы на основе лития представляют собой гибкий … Читать далее
Киран Салим
Солнце можно считать лучшим источником энергии в любом месте, если его правильно использовать.
Это … Читать далее
Киран Салим
Так как каждое наше устройство нужно заряжать отдельно своим зарядным устройством. Когда вы на … Читать далее
от Farwah Nawazi
Введение Предположим, вы работаете с ноутбуком, и вдруг появляется всплывающее окно о том, что ваша батарея разряжается… Читать далее
by Farwah Nawazi
Введение Электронные устройства и гаджеты не могут работать без аккумуляторов и зарядных устройств. Ноутбуки, мобильные телефоны, электронные гаджеты, игровые устройства, … Читать далее
by Kiran Saleem
В этом уроке мы создадим «Схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов SLA 12 В».