Меню

USB зарядник для Ni Mh аккумуляторов своими руками

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

Собранное устройство

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

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

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

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.

Усовершенствованная схема

С его помощью можно очень точно отрегулировать нужное выходное напряжение.

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

сборка

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.

сборка-1

Распиновка USB

Распиновка выводов микросхемы:

Распиновка выводов микросхемы
Собранное устройство выглядит примерно так:

Собранное устройство

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

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

Автор: АКА КАСЬЯН

Источник

Зарядное устройство для nicd аккумулятора своими руками

Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое

Автор:
Опубликовано 16.05.2006

Так, товарищи. Сейчас мы с вами будем заряжать аккумуляторы, просто, качественно, а главное — быстро. Для чего воспользуемся микросхемой MAX713 от компании MAXIM. Это специализированная микросхема, заточенная именно под зарядку указанных типов аккумуляторов.

Итак, что же она умеет — подходите ближе, сейчас увидите.
Итак MAX713 позволяет:

  • заряжать Никель-Кадмиевые и Никель-МеталлоГидридные аккумуляторы в количестве от 1 до 16 штук одновременно;
  • в режиме быстрого заряда регулировать ток заряда от С/3 до 4С, где С — емкость аккумулятора;
  • в режиме медленного заряда доводить аккумуляторы до кондиции током С/16;
  • отслеживание состояния аккумулятора и автоматический переход от быстрого заряда к медленному;
  • в отсутствии зарядного тока через микросхему «утекает» всего 5мкА от аккумуляторов;
  • возможность отключения заряда по температурным датчикам или по таймеру;

Ну и хватит — и так вон сколько получилось.
Как обычно, чтобы разговаривать предметно, смотрим на схему:

Вообще говоря, как мы помним еще со староглиняных времен, заряжать аккумуляторы рекомендовалось током 0,1С, где С — емкость аккумулятора. Однако, с тех пор утекло много пива и производители научились делать более совершенные аккумуляторы, позволяющие учинять над собой такое безобразие, как быстрый заряд (Fast Charge).
«It»s okey», говорят они — вы можете заряжать наши аккумуляторы гораздо большим током — главное не превышать значение 4С, иначе может случиться big-bada-bum.

Читайте также:  Аккумулятор Fujimi LP E6N 1900 мАч FBLP E6N

Разумеется, чем больший зарядный ток используется в процессе зарядки, тем меньше времени нужно на эту самую зарядку. Однако, все же, увлекаться сильно не стоит — ток током, а долговечность аккумулятора тоже не последнее дело. Поэтому, в MAX713 реализован не только быстрый, но и медленный заряд (Trickle Charge), который включается по достижении аккумулятором полного заряда большим зарядным током.

Схема, показанная выше позволяет заряжать два аккумулятора, ёмкостью по 1000мА/ч каждый, током С/2, то есть 500мА.
Имеется индикация включения питания — HL1 и индикация быстрого заряда — HL2.
Аккумуляторы включаются последовательно.
Входное напряжение должно быть равно 6 вольтам. Вы еще тут? А ну бегом за паяльником!

Что? Вам надо заряжать четыре аккумулятора сразу? И не 1000мА/ч, а 1200?
Ну ладно, тогда не бежим за паяльником, а слушаем дальше.

Как я уже говорил, эта микросхема позволяет заряжать до 16 аккумуляторов, током до 4С. Итак, что же от нас требуется, чтобы спроектировать зарядное устройство под наши конкретные цели?

  1. Определиться с зарядным током аккумуляторов. Неплохо было бы узнать, какой максимальный зарядный ток рекомендует производитель. Ну а если не узнали, тогда уж на свой страх и риск. Для начала, я бы не стал превышать С/2.
  2. Решить сколько аккумуляторов нужно заряжать одновременно. После этого, согласно Таблице 1 определить, куда припаивать выводы PGM0 и PGM1. Разумеется, чтобы не перепаивать каждый раз микросхему, нужно предусмотреть переключатель, если нужно заряжать разное количество аккумуляторов.
  3. Подобрать входное напряжение на зарядное устройство. Оно может быть рассчитано по формуле:
    U=2+(1,9*N),
    где N — количество аккумуляторов
    Но это напряжение не может быть меньше 6 вольт.
    То есть, если вы будете заряжать даже один аккумулятор — входное напряжение должно составлять 6 вольт.
  4. Определить мощность выходного транзистора, после чего по справочнику подобрать подходящий. Мощность определяется так:
    P=(U in — U batt )*I charge ,
    где:
    U in — максимальное входное напряжение,
    U batt — напряжение заряжаемых аккумуляторов — суммарное, разумеется,
    I charge — зарядный ток.
  5. Посчитать сопротивление R1. R1=(V in -5)/5 — сопротивление получается в килоомах, чтобы получить Омы надо посчитанное значение умножить на 1000.
  6. Определить сопротивление R6. R6=0.25/I charge Если I charge подставляется в амперах, сопротивление мы получим в Омах, если а миллиамперах, то в килоомах. Не теряйтесь.
  7. Выбираем время заряда. Это нужно для того, чтобы в случае неисправного аккумулятора, зарядное устройство не гоняло его, бедолагу бесконечное число часов, а отключило по таймеру, даже если аккумулятор и не зарядился. Для выбора времени заряда пользуемся Таблицей 2. И прикручиваем ноги PGM2 и PGM3 согласно этой таблице. Разумеется, не забудьте учесть при этом зарядный ток, который был выбран, а то может случиться так, что устройство отключится раньше, чем зарядится аккумулятор.

Собственно говоря и все. Дальше будут таблицы.

Таблица 1. Задание количества заряжаемых аккумуляторов.

Количество аккумуляторов

Соединить PGM 1 с…

Соединить PGM 0 с…

Источник



Простой зарядник для NiCd аккумуляторов

@@ Универсальное зарядное устройство собирается в корпусе от промышленного блока питания для маломощной бытовой техники: аудио-плейеров, микрокалькуляторов, радиотелефонов и т.д., и рассчитано на заряд любой батареи NiCD-аккумуляторов (от 1 до 10 элементов).

@@ Блок питания должен быть рассчитан на выходное напряжение не менее 12-15 вольт, ток 150-200 мА, и иметь подходящие размеры. Лучше, если на его корпусе не будет никаких переключателей или регуляторов, так как иначе придется заклеивать неиспользуемые отверстия. В блоке питания заменяется штатная плата стабилизатора напряжения, вместо которой устанавливается самодельная (не обязательно печатная, монтаж можно выполнить и навесным способом). Может оказаться так, что на «фирменной» плате уже имеются все необходимые элементы, которые просто придется соединить в другом порядке.

Читайте также:  Современная зарядка для аккумуляторов

@@ Основу зарядного устройства составляет общеизвестная схема генератора стабильного тока, выполненная на транзисторе Q1, в качестве которого можно использовать любой подходящий кремниевый p-n-p транзистор средней мощности — КТ-814, КТ-816 (с любой буквой) и т.д. Этот транзистор необходимо установить на пластине-радиаторе площадью не менее 5 кв.см из алюминия, меди или латуни. Выходной ток задается номиналом резистора R2 и типом светодиода D1, который одновременно служит и индикатором рабочего режима (он устанавливается на лицевую сторону корпуса). Грубую регулировку выходного тока осуществляют как подбором резистора R1 в диапазоне 3.3 — 15 Ом (при уменьшении номинала резистора ток возрастает и наоборот), так и заменой светодиода (разброс параметров светодиодов даже одной марки достаточно велик). Точную регулировку можно осуществить, припаивая параллельно резистору R1 другой резистор, с большим номиналом (50 — 500 Ом). Контролировать выходной ток можно стрелочным или цифровым миллиамперметром, рассчитанным на ток 250 — 500 мА, подключая его непосредственно к выходным клеммам зарядника. Контролировать выходное напряжение устройства — бессмысленно, без нагрузки оно всегда будет в 1.7 раза выше выходного напряжения трансформатора блока питания.

@@ Особенность схемы состоит в том, что она не боится короткого замыкания на выходе (даже длительного). Положительным является и то, что не зависимо от количества элементов (от 1 до 10 штук) в аккумуляторной батарее, и степени их разряда, зарядный ток будет постоянным. Учтите, что время заряда, емкость аккумулятора и зарядный ток, связаны между собой так:

Т = Е / I * 1.4,

@@ где: Т — время заряда (час), Е — емкость аккумулятора (мА/час), I — зарядный ток (мА), а коэффициент 1.4 определен электрохимическим КПД NiCd-аккумуляторов.

@@ Оптимальная величина зарядного тока равна 1/10 величины емкости батареи (в мА). При подборе «рабочего» тока зарядника надо ориентироваться на емкость аккумуляторов вашего передатчика (они, как правило, мощнее бортовых аккумуляторов). Таким образом, если, к примеру, у вас в передатчике установлена батарея емкостью 1000 мА/час, то номинальный зарядный ток для нее будет равен 1000/10 = 100 мА, а время заряда этим током:

1000 / 100 * 1.4 = 14 часов.

@@ Выходной ток зарядника, соответственно, необходимо установить равным 100 мА (+/- 10 мА). При емкости бортовой батареи 600 мА/час ваш зарядник полностью «накачает» ее за:

600 / 100 * 1.4 = 8.4 часа.

@@ Увеличение зарядного тока в 1.5-2,5 раза не вредит современным батарейкам, но позволяет во столько же раз сократить время заряда. Но если вам понадобится зарядить более мощную батарейку, время заряда придется увеличить. К примеру, батарею емкостью 1700 мА/час вам придется заряжать током 100 мА:

1700 / 100 * 1.4 = 23.8 часа.

@@ Одним этим устройством, без сомнения, можно заряжать как бортовые аккумуляторы, так и батарею от передатчика, но, учитываю копеечную стоимость и низкие трудозатраты, целесообразнее изготовить 2 подобных блока: для приемника и передатчика, оснастив их соответствующими разъемами и настроив на оптимальные зарядные токи. В этом случае для приемника желательно подобрать исходный источник питания с выходным напряжением трансформатора не более 5-7 вольт. Кстати, электролитический конденсатор С1 может быть любой емкости (47 — 500 мкф), но его рабочее напряжение должно не менее, чем в 2 раза превышать напряжение вторичной обмотки трансформатора. В принципе, от этой детали можно отказаться вовсе — хуже устройство работать не будет. Резистор R1 должен быть мощностью 0.125-0.25 Вт, R2 — не менее 0.5 Вт. Светодиод можно использовать любой марки и цвета свечения: АЛ102, АЛ307, АЛ310 и т.д. Номинал резистора R1 для специализированного «бортового» зарядника необходимо уменьшить до 510 Ом.

Источник

Зарядное устройство для nicd аккумулятора своими руками

В качестве флюса при паянии пружин применял паяльную кислоту с соблюдением всех правил техники безопасности. Место пайки обязательно промыть в проточной воде до полного удаления следов кислоты. Провода от клемм подпаял и пропустил внутрь корпуса через просверленные отверстия.

Читайте также:  Купить дешевые батарейки оптом в России лучшие цены от производителей

Батарейный отсек закрепил на крышке футляра тремя маленькими шурупами.
Плату выпилил из старого модулятора игровой приставки «Денди». Удалил все ненужные детали и дорожки печатного монтажа. Оставил только гнездо питания. В качестве новых дорожек использовал толстый медный провод. В нижней крышке просверлил отверстия для вентиляции.

Готовая плата плотно села в корпус, поэтому я её закреплять не стал.

После установки всех радиодеталей на свои места проверяем правильность монтажа и очищаем плату от флюса.
Теперь займёмся распайкой шнура питания и установкой тока зарядки для каждого аккумулятора.
В качестве шнура питания использовал USB шнур от старой компьютерной мышки и кусок питающего провода со штекером от «Денди».

Шнуру питания нужно уделить особое внимание. Ни в коем случае нельзя перепутать «+» и «-». У меня на штекере «+» питания подключен к центральному контакту чёрным проводом с белой полосой. А «-» питания идёт по чёрному (без полосы) проводу на наружный контакт штекера. На USB шнуре «+» идёт на красный провод а «-» на чёрный. Спаиваем плюс с плюсом и минус с минусом. Места пайки тщательно изолируем. Далее проверяем шнур на короткое замыкание, подключив тестер в режиме измерения сопротивления к клеммам штекера. Тестер должен показать бесконечное сопротивление. Все надо тщательно перепроверить, что бы ни спалить USB-порт. Если всё нормально, подключаем наш шнур к USB-порту и проверяем напряжение на штекере. Тестер должен показать 5 вольт.

Последний этап настройки это установка зарядного тока. Для этого разрываем цепь диода VD1 и «+» аккумулятора. В разрыв подключаем тестер в режиме измерения тока включенного на предел 200 mA. Плюс тестера на диод, а минус к аккумулятору.

Вставляем аккумулятор на место, соблюдая полярность, и подаём питание. При этом должен загореться светодиод. Он сигнализирует о том, что аккумулятор подключен. Далее, изменяя сопротивление R1, устанавливаем требуемый ток заряда. В нашем случае он равен примерно 100 mA . При уменьшении сопротивления резистора R1 зарядный ток увеличивается, а при увеличении уменьшается.

То же самое делаем для второго аккумулятора. После этого скручиваем наш корпус и
зарядное устройство готово к использованию.
Поскольку различные пальчиковые аккумуляторы имеют разную
емкость, потребуется разное время для зарядки этих аккумуляторов. Аккумуляторы
емкостью 1400 мА/ч с напряжением 1,2 В потребуется заряжать с помощью данной
схемы примерно 14 часов, а аккумуляторы 700 мА/ч потребуется всего 7 часов.
У меня имеются аккумуляторы емкостью 2700 мА/ч. Но заряжать их 27 часов от USB-порта не хотелось. Поэтому я и сделал гнездо питания для внешнего источника питания 5 вольт 1А, который у меня лежал без дела.

Вот ещё несколько фото готового устройства.

Наклейки рисовал программой FrontDesigner 3.0. Затем распечатал на лазерном принтере. Вырезал ножницами, наклеил лицевой стороной на тонкий скотч шириной 20 мм. Лишний скотч обрезал. В качестве клея использовал клей-карандаш, предварительно смазав им и наклейку и место, куда она клеится. Насколько это надёжно, пока не знаю.
Теперь плюсы и минусы данной схемы.
Плюс в том, что схема не содержит дефицитных и дорогостоящих деталей и собирается буквально на коленке. Так же есть возможность запитать от USB-порта, что не мало важно для начинающих радиолюбителей. Не надо ломать голову, откуда запитать схему. Не смотря на то, что схема очень простая, данный способ зарядки используется во многих промышленных зарядных устройствах.
Так же можно немного усложнив схему реализовать переключение зарядного тока.

Подбором R1,R3 и R4 можно выставить зарядный ток для разных по ёмкости аккумуляторов, тем самым обеспечив рекомендуемый зарядный ток для данного аккумулятора, который обычно равен 0,1C (C-ёмкость аккумулятора).
Теперь минусы. Самый большой, это отсутствие стабилизации зарядного тока. То есть
При изменении входного напряжения будет изменятся зарядный ток. Так же при ошибке в монтаже или коротком замыкании схемы есть большая вероятность спалить USB-порт.

Источник