Подбираем зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов. Зарядное устройство для портативных аккумуляторов Зарядное устройство для аккумуляторов аа своими руками

Автоматическое зарядное устройство для пальчиковых
NiCd и NiMH аккумуляторов (схема)

Как нам всем известно, ничто не стоит на месте, все меняется, меняются технологии изготовления аккумуляторов, меняются их технические характеристики и особенности, и изменяются зарядные устройства к ним. Те времена, когда аккумуляторы заряжались током 0,1 от их емкости – ушли в историю, сейчас никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы позволяют заряжать себя большим током, равным их емкости, что значительно сокращает время зарядки.

Да, эти аккумуляторы не дешевые и примерно, по цене один аккумулятор равен 10 хорошим батарейкам, но они окупают себя меньше чем за год, если считать что в среднем за год мы делаем 50 циклов зарядки, а всего они позволяют делать 500-1000 циклов и больше, то посчитайте на сколько лет их может хватить. Думаю уже через 10 лет и фотоаппарат, к примеру, можно будет выбросить.

Но, все это реально при правильной эксплуатации и зарядке этих аккумуляторов. Они не любят перезарядки и недозарядки. Если заряжать их простенькими, недорогими зарядными устройствами (ЗУ), без контроля окончания зарядки, то соответственно и срок их работы уменьшится в несколько раз. Также зарядку нужно подбирать по количеству аккумуляторов, в зависимости от емкости и тока зарядки.

Ниже представлена схема хорошего, на мой взгляд, и простого в изготовлении зарядного устройства для NiCd и NiMH аккумуляторов. Работу нам сильно упростила компания MAXIM , изготовив специализированные микросхемы MAX713, MAX1501 и другие. В этих микросхемах заложен оптимальный алгоритм зарядки с никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металлогидридных (NiMH) аккумуляторов. В чем он заключается? Сначала идет разогрев малым током, затем идет зарядка большим оптимальным, в зависимости от емкости аккумулятора, током и отключение по окончании зарядки.

Учитывая, пока что, дифицитность этой микросхемы, она стоит дороговато. Но, если вам удасться найти ее за разумную цену - это хороший выбор.

Судите сами - есть одна микросхема с 16 выводами. С ее помощью, одного резистора, двух светодиодов и двух конденсаторов делается универсальное зарядное устройство для аккумуляторов LiIon, NiCd, NiMH на 3 штуки.

Начнем с основных параметров микросхемы MAX1501:

Тип заряжаемых аккумуляторов - LiIon, NiCd, NiMH
Максимальный зарядный ток - 1,4 А

Выходное напряжение в режиме заряда, В:
LiIon 4,1/4,2
NiCd/NiMH 4,5/4,95

Диапазон рабочих температур - от -40 до +85°С

При этом надо ещё отметить, что если LiIon аккумулятор заряжается в гордом одиночестве, то NiCd или NiMH подключается сразу три штуки. Ну а дальше, несколько фич, которые никого не могут оставить равнодушными: не нужен радиатор на микросхему, не смотря на изрядный ток; регулируемый максимальный ток заряда; температурный контроль и отключение заряда при определенной температуре; программируемый таймер максимального времени заряда; автоматический повтор зарядки при разряде подключенной батареи; ограничение зарядного тока при включении устройства. Такой вот списочек.

Теперь о самой процедуре заряда - она происходит так. После включения, микросхема начинает заряжать аккумулятор малым током - 10% от максимального зарядного тока, установленного резистором R1. При достижении на аккумуляторе напряжения 2,8 вольта - включается полная величина зарядного тока, то есть режим быстрой зарядки (fast charge). Ну а по достижении напряжения 4,5 или 4,1 вольта в зависимости от типа аккумулятора, зарядный ток начинает снижаться, а после снижения оного на 30% от номинального значения загорается светодиод HL1, что означает окончание заряда. Светодиод HL2 горит в течение всего цикла заряда.

Пара уточнений:
1. Конденсаторы С1 и С2 - керамические.
2. Резистор R1, определяющий зарядный ток считается по формуле: R=1000*(1.4/I), где I - это необходимый зарядный ток аккумулятора.

Иногда случается так, что аккумулятор в машине садиться и завести ее уже не получается, так как стартеру не хватает напряжения и соответственно тока, чтобы провернуть вал двигателя. В этом случае можно «прикурить» от другого владельца авто, чтобы двигатель заработал и аккумулятор стал заряжаться от генератора, однако для этого нужны специальные провода и человек, желающий вам помочь. Можно так же зарядить аккумулятор самостоятельно посредством специализированного зарядного устройства, однако они достаточно дорогие, и пользоваться ими приходится не особо часто. Поэтому в данной статье мы подробно рассмотрим устройство самоделки, а также инструкцию о том, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Устройство самоделки

Нормальное напряжение на аккумуляторе, отключенном от автомобиля, находится в пределах между 12,5 в и 15 в. Поэтому зарядное устройство должно выдавать такое же напряжение. Ток заряда должен быть равен примерно 0,1 от емкости, он может быть и меньше, но это увеличит время зарядки. Для стандартной батареи емкостью 70-80 а/ч ток должен быть равен 5-10 амперам в зависимости от конкретного аккумулятора. Наше самодельное зарядное устройство для АКБ должно соответствовать этим параметрам. Для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам потребуются следующие элементы:

Трансформатор. Нам подойдет любой из старого электроприбора или купленный на рынке с габаритной мощностью порядка 150 Ватт, можно больше, но не меньше, иначе он будет сильно нагреваться и может выйти из строя. Отлично, если напряжение его выходных обмоток составляет 12,5-15 В, а ток порядка 5-10 ампер. Посмотреть эти параметры можно в документации к вашей детали. Если же нужной вторичной обмотки нет, то необходимо будет перемотать трансформатор под другое выходное напряжение. Для этого:

Таким образом мы нашли или собрали идеальный трансформатор, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками.

Нам также понадобятся:

Подготовив все материалы можно переходить к самому процессу сборки автомобильного ЗУ.

Технология сборки

Чтобы сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, необходимо следовать пошаговой инструкции:

Создаем схему самодельной зарядки для АКБ. В нашем случае она будет выглядеть следующим образом:
Используем трансформатор ТС-180-2. Он имеет несколько первичных и вторичных обмоток. Для работы с ним нужно соединить последовательно две первичные и две вторичные обмотки, чтобы получить нужное напряжения и ток на выходе.
С помощью медного провода соединяем между собой выводы 9 и 9’.
На стеклотекстолитовой пластине собираем диодный мост из диодов и радиаторов (как показано на фото).
Выводы 10 и 10’ подключаем к диодному мосту.
Между выводами 1 и 1’ устанавливаем перемычку.
К выводам 2 и 2’ с помощью паяльника крепим сетевой шнур с вилкой.
В первичную цепь подключаем предохранитель на 0,5 А, 10-амперный соответственно во вторичную.
В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключаем амперметр и отрезок нихромовой проволоки. Один конец которой закрепляем, а второй должен обеспечивать подвижный контакт, таким образом будет меняться сопротивление и ограничиваться ток, подаваемый на аккумулятор.
Изолируем все соединения термоусадкой или изолентой и помещаем устройство в корпус. Это необходимо, чтобы избежать поражения электрическим током.
Устанавливаем подвижный контакт на конец проволоки, чтобы ее длинна и соответственно сопротивление были максимальны. И подключаем аккумулятор. Уменьшая и увеличивая длину проволоки, необходимо выставить нужное значение тока для вашего аккумулятора (0,1 от его емкости).
В процессе зарядки сила тока, подаваемая на аккумулятор, будет сама уменьшаться и когда она достигнет 1 ампера можно сказать, что аккумулятор зарядился. Желательно также контролировать непосредственно напряжение на батарее, однако для этого его необходимо отключить от з/у, так как при зарядке оно будет немного выше реальных значений.

Первый запуск собранной схемы любого источника питания или ЗУ всегда производят через лампу накаливания, если она загорелась в полный накал - или где-то ошибка, или первичная обмотка замкнута! Лампу накаливания устанавливают в разрыв фазного или нулевого провода, питающих первичную обмотку.

Данная схема самодельного зарядного устройства для АКБ имеет один большой недостаток – она не умеет самостоятельно отключать аккумулятор от зарядки после достижения нужного напряжения. Поэтому вам придется постоянно следить за показаниями вольтметра и амперметра. Есть конструкция, лишенная этого недостатка, однако для ее сборки потребуется дополнительные детали и больше усилий.

Наглядный пример готового изделия

Правила эксплуатации

Недостаток самодельного зарядного устройства для аккумулятора 12В заключается в том, что после полной зарядки АКБ автоматическое отключение прибора не происходит. Именно поэтому Вам придется периодически поглядывать на табло, чтобы вовремя выключить его. Еще один важный нюанс – проверять ЗУ «на искру» категорически запрещается.

Большинство современных гаджетов – это мобильные устройства, обладающие компактными габаритами и способные работать в автономном режиме. Для этого они оснащены встроенными системами питания, источников энергии в которых является аккумулятор. Современный рынок предлагает широкий выбор таких элементов.

Но наибольшее распространение получили небольшие пальчиковые аккумуляторы. Однако они обладают ограниченным ресурсом и требуют регулярной подзарядки. Для этого используют специальные устройства, подключаемые к стационарной электросети. Один из таких приборов – устройство для заряда пальчиковых аккумуляторов. Оно представлено на рынке различными моделями, попробуем выбрать одну из самых лучших.

Что представляет собой устройство

Это электронный прибор, имеющий компактные габариты. Он служит для заряда батареи энергией от внешнего источника. Обычно это сеть переменного тока.

Схема зарядного устройства для Li Ion аккумуляторов достаточно простая и поэтому прибор может быть собран самостоятельно. Он состоит из следующих элементов:

Преобразователя напряжения;
Выпрямителя;
Стабилизатора;
Устройства контроля за процессом зарядки.

В качестве преобразователя обычно используется трансформатор, но он может быть заменен импульсным блоком питания. Для контроля за работой зарядки применяются средства индикации, такие как светодиодный амперметр.

Где применяются зарядка для пальчиковых аккумуляторов

Основной сферой использования таких приборов являются мобильные гаджеты. Обычно они работают на различных видах аккумуляторов. Для их зарядки и применяются эти устройства.

Но так как батареи могут быть различного типа, то и характеристики зарядного устройства для 18650 Li Ion аккумуляторов подбираются в соответствии с их рабочим напряжением и номинальной емкостью.

Конструктивные особенности прибора

Зарядное устройство представляет собой небольшой гаджет, приспособленный для работы с конкретными источниками энергии. Можно встретить в продаже и универсальные приборы, рассчитанные на переподготовку как одного, так и нескольких аккумуляторов.

Но так как наибольшей популярностью пользуются пальчиковые элементы, то и устройств для их зарядки выпускается больше всего. Они рассчитаны на работу с аккумуляторами различных габаритов:

В комплекте с некоторыми моделями ЗУ поставляются сменные платы, рассчитанные на батареи различных типов. Новейшие разработки в этой отрасли предполагают оснащение прибора адаптером, что позволяет воспользоваться им в любой стране. Но некоторые по-прежнему предпочитают собирать зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов своими руками.

Смотрим видео, виды устройств, принцип работы и аспекты подбора:

Подключение к сети ЗУ осуществляется при помощи шнура. Но есть образцы, подключаемые напрямую. Их использование не всегда удобно.

Принцип работы устройства

Основным назначением такого прибора является переподготовка источника тока, после того как будет исчерпан ресурс их емкости. Этот процесс в современных ЗУ осуществляется с использованием трех режимов:

быстрого заряда;
разряда;
подзарядки.

Назначение первого пункта понятно – он позволяет привести аккумулятор в рабочее состояние. В то же время два других у непрофессионалов вызывают вопросы. Однако без них зарядка батареи может не состояться.

Именно эти режимы необходимы для устранения таких эффектов, как:

саморазряд;
эффект памяти.

Первый получается в случае длительного неиспользования аккумулятора. При этом часто возникает загрязнение электролита или неустойчивость электродов. Эффект памяти связан с технологией изготовления электродов. И чтобы источник тока не вышел из строя преждевременно не стоит подзаряжать его при наличии остаточной емкости. Поэтому в функции зарядного устройства и включен режим разрядки.

Критерии выбора ЗУ

Приобретение такого прибора имеет свою специфику. Одним из самых важных факторов является порядок установки батарей. Чтобы не ошибиться с полярностью и учесть все имеющиеся особенности необходимо внимательно изучить инструкцию и рассмотреть рисунки с вариантами расположения элементов. Это поможет выбрать необходимую вам модель.

Например, используя зарядку для 4 элементов можно ошибиться только с полярностью. Но в то же время приобретая прибор для 2 батарей придется учитывать много особенностей их установки.

Смотрим видео, критерии выбора прибора зарядки:

Специалисты советуют приобретать ЗУ того же производителя, что и аккумуляторы.

Выбирая гаджет следует обращать внимание и на способ его подключения к розетке. Наиболее удобными считаются те в которых используется шнур. Подключаемые без него часто не обеспечивают надежную установку.

Важным параметром является и время заряда. Приобретая универсальное зарядное устройство для Li-Ion аккумуляторов следует учитывать, что в документации приводятся расчетные значения. При этом реальное время обычно несколько больше и это связано со спецификой работы устройства.

Кроме перечисленных выше параметров существует целый перечень других, которые не менее важны при выборе:

Количество устанавливаемых батарей;
Типоразмер;
Особенности их расположения;
Наличие защиты от перегрева и перенапряжения;
Автоматическое отключение при полном заряде.

Однако следует учитывать и тот факт, что приборы с большим количеством функций стоят дороже. И в некоторых случаях можно обойтись самым простым, но в то же время дешевым образцом.

Лучшее устройство для зарядки для пальчиковых аккумуляторов

Модель La Crosse BC-700 и NiMN.

Большой ассортимент ЗУ заставляет основательно подходить к выбору. Продукции какой компании отдать предпочтение? Выбрать модель от европейского производителя?

Как правило, они отличаются высоким качеством, но и стоят такие изделия дорого. Зарядные устройства китайского производства – это чаще всего вещь, не подлежащая ремонту и не отличающаяся надежностью.

Хотя и среди этих изделий можно встретить качественные и недорогие модели. Есть неплохие зарядки и отечественной разработки. Они по многим параметрам не уступают зарубежной продукции, но в то же время цена на них значительно ниже.

Какую из моделей выбрать – зависит от конкретных требований покупателя. И чтобы сделать это было проще мы рассмотрим характеристики устройств от различных производителей.

Смотрим видеообзор о модели Robition Smart S100:

Начнем с модели под маркой Robition Smart S100. Это продукция одной из ведущих отечественных компаний. Она представляет собой зарядное устройство с двумя каналами, оснащенное кнопкой разряда. В модельный ряд этого производителя входят приборы, отличающиеся по своему функционалу.

Например, гаджет Ecocharger хотя и не наделе возможностью разрядки аккумуляторов, но способен зарядить даже одноразовую щелочную батарейку. Причем выполнять это процедуру с одним элементом можно до 5 раз. Подключение этой функции осуществляется специальным переключателем, расположенным на боковой панели корпуса.

Кроме этого прибор относится к 4-х канальным. Это значит, что он способен отслеживать уровень заряда каждого аккумулятора по отдельности. Готовность указывается светодиодным индикатором. Стоимость такого прибора не превышает 20 долларов.

Более дорогими являются зарядные устройства марки NiMN. Они обладают более широким функционалом и способны разряжать батарею для восстановления ее емкости. Приборы, также, как и предыдущие способны контролировать уровень заряда каждого отдельного элемента. Использование этого устройства позволяет осуществлять восстановление аккумулятора быстро за счет высокого тока зарядки. Цены на приборы этой марки составляют от 50 до 70 долларов.

Модель зарядки La Crosse BC-700

Уже более 4-х лет верой и правдой мне служит самодельное зарядное устройство для заряда аккумуляторов «аа» и «ааа» (Ni-Mh, Ni-Ca) с функцией разряда акб до фиксированного значения напряжения (1 Вольт). Блок разряда аккумуляторов создавался для возможности проведения КТЦ (Контрольно-тренировочный цикл), говоря проще: для восстановления емкости аккумуляторов потрепанных неправильными китайскими зарядниками с формулой последовательного заряда 2-х или 4-х акб. Как известно, такой способ заряда укорачивает жизнь аккумуляторам, если вовремя их не реставрировать.

Технические характеристики зарядного устройства:

Количество независимых каналов заряда: 4
Количество независимых каналов разряда: 4
Ток заряда: 250 (мА)
Ток разряда 140 (мА)
Напряжение отключения разряда 1 (В)
Индикация: светодиодная

Собиралось зарядное не на выставку, а что называется из подручных средств, то есть утилизировалось окружающее добро, которое и выкинуть жалко и хранить особо не зачем.

Из чего можно самому сделать зарядку для «АА» и «ААА» аккумуляторов:

Корпус от CD-Rom
Силовой трансформатор от магнитолы (перемотанный)
Полевые транзисторы с материнских плат и плат HDD
Прочие компоненты или покупались или выкусывались:)

Как уже отмечалось, зарядка состоит из нескольких узлов, которые могут жить абсолютно автономно друг от друга. То есть, одновременно можно работать с 8 аккумуляторами: от 1 до 4 заряжать + от 1 до 4 разряжать. На фото видно, что кассеты для аккумуляторов, установлены под форм-фактор «АА» в простонародье «пальчиковых аккумуляторов», если необходимо работать с «мини-пальчиковыми акб» «ААА» достаточно подложить под минусовую клему гайку небольшого калибра. При желании можно продублировать держателями под размер «ааа». Наличие акб в держателе индицируется светодиодом (отслеживается прохождение тока).

Блок заряда

Заряд осуществляется стабилизированным током , у каждого канала свой стабилизатор тока. Для того, что бы ток заряда был неизменным при подключении как 1 так и 2,3,4 аккумуляторов, перед стабилизаторами тока установлен параметрический стабилизатор напряжения. Естественно, кпд этого стабилизатора не на высоте и потребуется установить все транзисторы на теплоотвод. Заранее планируйте вентиляцию корпуса и размеры радиатора, учитывая то что в закрытом корпусе температура на радиаторе будет выше чем в разобранном состоянии. Можно модернизировать схему, введя возможность выбора тока заряда. Для этого схему необходимо дополнить одним переключателем и одним резистором на каждый канал, который будет увеличивать ток базы транзистора и соответственно повышать ток заряда проходящий через транзистор в аккумулятор. В моем случае блок заряда собран навесным монтажом.

Блок разряда акб

Блок разряда более сложен и требует точности в подборе компонентов. В основе лежит компаратор типа lm393, lm339 или lp239 функцией которого является подача сигнала «логической единицы», либо «ноля» на затвор полевого транзистора. При открытии полевого транзистора он подключает к аккумулятору нагрузку в виде резистора значение которого определяет ток разряда. При снижении напряжения на аккумуляторе до установленного порога отключения 1 (Вольт). Компаратор захлопывается и устанавливает на своем выходе логический ноль. Транзистор выходит из насыщения и отключает нагрузку от аккумулятора. Компаратор имеет гистерезис, который обуславливает повторное подключение нагрузки не при напряжении 1,01 (В) а при 1,1-1,15 (В). Смоделировать действие компаратора вы сможете скачав . Подобрав значения резисторов вы сможете перестроить устройство на нужное вам напряжение. Например: подняв порог отключения до 3 Вольт можно сделать разрядное для li-on и Li-Po аккумуляторов.
Вы можете она проектировалась для применения компаратора lm393 в DIP-корпусе. Питание компараторов должно осуществляться от стабилизированного источника напряжением 5 вольт, его роль выполняет TL-431 усиленный транзистором.