Зарядное устройство для щелочных аккумуляторов своими руками

Зарядное устройство для щелочных аккумуляторов

Domenico Di Mario, Италия

Эта схема специально разрабатывалась для зарядки щелочных аккумуляторов. Необычное включение транзистора в каждом зарядном устройстве заставляет его генерировать колебания, периодически включаясь и выключаясь и, таким образом, перенося накопленный в конденсаторе заряд в аккумулятор. При напряжении на аккумуляторе, равном 1.37 В, оранжевый светодиод мигает приблизительно пять раз в секунду. При полностью разряженном аккумуляторе частота вспышек выше, но в процессе зарядки она постепенно снижается, а при заряженном элементе вспышки прекращаются. Вынимать аккумулятор из устройства необязательно, поскольку по окончании зарядки оно переходит в режим капельного подзаряда, удерживая напряжение в районе 1.6 В. Для установки правильного напряжения вы должны подключить новый неиспользованный элемент и, вращая подстроечный резистор, добиться появления генерации, после чего слегка повернуть регулировочный винт обратно до срыва генерации. С этого момента устройство будет готово к работе. В устройстве необходимо использовать только указанные на схеме транзисторы, светодиоды соответствующих цветов и стабилитроны с указанными напряжениями, так как они задают конечное напряжение на элементе, и, кроме того, необходимо соблюдать ограничения по допустимой мощности рассеяния компонентов. В схему была также добавлена простейшая цепь для зарядки 9-вольтовых аккумуляторов, заряжающая батарею примерно до 9.3 В. В процессе зарядки зеленый светодиод не горит и включается полностью, когда напряжение на аккумуляторе приближается к своему конечному значению.

Хотя на схеме изображены только два канала, трансформатора мощностью 2.5 ВА вполне достаточно для одновременной зарядки четырех элементов. Для минимизации влияния одной схемы на другую они не имеют никаких общих цепей, кроме сетевого трансформатора, для балансировки нагрузки которого одна половина зарядных устройств получает питание во время положительной полуволны сетевого напряжения, а другая половина – во время отрицательной. Удостоверьтесь, что вы используете транзисторы с большим коэффициентом передачи тока, такие как BC337-25, а еще лучше – BC337-40. В некоторых случаях из-за разброса параметров транзисторов может получиться так, что добиться генерации схемы вам не удастся. Тогда используйте стабилитроны с чуть большим напряжением – 7.5 В вместо 6.8 В, а оранжевые светодиоды замените зелеными. Для того чтобы схема работала правильно, напряжение, измеренное на вторичных обмотках трансформатора, должно равняться 9.5 В.

Устройство пригодно для зарядки любых щелочных элементов. Аккумулятор типоразмера AA или 9-вольтовая батарея заряжаются в течение одного дня, а для большого аккумулятора типоразмера D может потребоваться до нескольких дней. Лучше всего не допускать полного разряда элемента или батареи, а заряжать их понемногу и чаще, хотя понятно, что это достаточно неудобно. Не пытайтесь перезаряжать полностью разряженный аккумулятор или аккумулятор даже с малейшими признаками повреждения. Наилучшие результаты получаются с батареями, в которых еще остается хотя бы 70% заряда. Чем дольше разряжалась батарея, теме с меньшей эффективностью будет происходить ее перезаряд.

Устройство было испытано также с NiMH аккумуляторами. Несмотря на то, что профиль заряда этих элементов сильно отличается от профиля щелочных аккумуляторов, схема прекрасно работает и с ними, если только вы не оставляете аккумуляторы в зарядном устройстве, что может стать причиной перезаряда, особенно в случае малогабаритных элементов.

Сетевой трансформатор должен соответствовать напряжению, используемому в вашей стране. Обычно это 230 В или 115 В.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник

Делаем самодельное зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов

На сегодняшний момент, достаточно много различных устройств, работающих на батарейках. И тем досаднее, когда в самый неподходящий момент наше устройство перестает работать, потому что батарейки попросту сели, а их заряда недостаточно для нормального функционирования прибора.

Приобретать каждый раз новые батарейки довольно затратно, а вот попытаться изготовить своими руками самодельное устройство для зарядки пальчиковых аккумуляторов вполне себе стоит.

Многие умельцы отмечают, что предпочтительнее заряжать подобные аккумуляторы (AA или AAA) с помощью постоянного тока, потому что такой режим наиболее выгоден в плане безопасности для самих батареек. Вообще, переданная сила заряда от сети составляет порядка 1,2-1,6 от значения емкости самого аккумулятора. К примеру, никель-кадмиевый аккумулятор, емкость которого будет составлять 1А/ч, будет заряжаться током емкостью 1,6 А/ч. При этом, чем меньше показатель данной мощности, тем лучше для процесса зарядки.

Процесс изготовления

В современном мире существует достаточно много бытовых приборов, оснащенных специальным временным таймером, отсчитывающим определенный промежуток, затем сигнализируя об его окончании. При изготовлении своими руками устройства для зарядки пальчиковых аккумуляторов, можно также применить данную технологию, которая уведомит вас об окончании процесса заряда аккумуляторов.

Зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов AAпредставляет собой прибор, генерирующий постоянный ток, заряжая мощностью до 3 А/ч. При изготовлении использовалась самая обычная, даже классическая схема, которую вы видите ниже. Основой, в данном случае, является транзистор VT1.

Напряжение на данном транзисторе обозначено с помощью светодиода красного цвета VD5, выполняющий роль индикатора, при включении прибора в сеть. Резистор R1 задает определенную мощность токов, проходящих через данный светодиод, в результате чего колеблется напряжение в нем. Значение коллекторного тока формируется сопротивлением от R2 до R5, которые включены в VT2 — так называемую «эмиттерную цепь». При этом, меняя значения сопротивления, можно контролировать степень зарядки. R2 постоянно включен в VT1, задавая ток постоянного действия с минимальным значением — 70 мА. Чтобы повысить мощность заряда, необходимо подключать остальные резисторы, т.е. R3,R4 и R5.

Стоит отметить, что зарядное устройство функционирует только тогда, когда осуществлено подключение аккумуляторов.

После включения прибора в сеть, на резисторе R2 появляется определенное напряжение, передающееся на транзистор VT2. Затем, ток протекает дальше, в результате чего начинает интенсивно гореть светодиод VD7.

Рассказ про самодельное устройство

Зарядка от USB-порта

Можно изготовить зарядное устройство для никель-кадмиевых батарей на основе обычного USB-порта. При этом, заряжаться они будут током емкостью примерно 100 мА. Схема, в таком случае, будет следующей:

На сегодняшний момент, существует достаточно много различных зарядных устройств, продающихся в магазинах, но их стоимость может быть достаточно высокой. Учитывая, что главный смысл различных самоделок — это именно экономия денежных средств, то самостоятельная сборка еще более целесообразна в данном случае.

Данную схему можно доработать, добавив дополнительную цепь для зарядки пары аккумуляторов AA. Вот, что в итоге получилось:

Чтобы было более наглядно, вот те комплектующие, которые использовались в процессе сборки:

Понятно, что без элементарного инструментария нам не обойтись, поэтому перед началом сборки необходимо удостовериться, что у вас в наличии есть все необходимое:

• паяльник;
• припой;
• флюс;
• тестер;
• пинцет;
• различные отвертки и нож.

Интересный материал про изготовление своими руками, рекомендуем к просмотру

Тестер необходим для того, чтобы проверить работоспособность наши радиодетали. Для этого нужно сравнить их сопротивление, после чего сверить с номинальным значением.

Для сборки нам также понадобится корпус и батарейный отсек. Последний можно взять из детского симулятора Тетрис, а корпус может быть изготовлен из обычного пластмассового футляра (6,5см/4,5см/2см).

Крепим отсек для батарей на корпусе, используя шурупы. В качестве основы для схемы прекрасно подойдет плата от приставки Денди, которую нужно выпилить. Удаляем все ненужные компоненты, оставляя только гнездо питания. Следующим шагом будет пайка всех деталей, основываясь на нашей схеме.

Шнур питания для устройства можно взять обычный шнур от компьютерной мыши, обладающий входом USB, а также часть питающего провода со штекером. При пайке нужно строго соблюдать полярность, т.е. припаивать плюс к плюсу и т.д. Подключаем шнур к USB, проверяя напряжение, которое подается на штекер. Тестер должен показывать 5В.

В завершении нужно установить зарядный ток. Для этого необходимо разорвать цепь, соединяющую VD1 и плюсовую полярность аккумулятора. Подключаем тестер таким образом, чтобы его плюс соединялся с диодом, а минус — с аккумулятором. Выставляем режим измерения тока (200 мА).

Включаем в есть, после чего должен загореться светодиод, конечно, если все сделано правильно. Затем устанавливаем необходимый ток зарядки (100 мА), путем изменения сопротивления на резисторе R1. Проводим данную процедуру и для второго аккумулятора AA.

Еще одно интересное видео на это тему

Заключение

Естественно, если у человека нет необходимых знаний, то ему и смысла нет браться за подобное дело, ведь толка от этого не будет абсолютно никакого.

Вообще, если сделать все правильно, соблюдая основные рекомендации, то можно забыть о постоянной покупке новых батарей для своих приборов общего пользования. Подобная экономия очень кстати, ведь цена за раcходные материалы постоянно растет, а заряда батарей хватает на очень короткое время.

Источник

Как можно зарядить щелочной аккумулятор и какими методами?

При эксплуатации щелочных аккумуляторов, равно как и других типов, возникает необходимость решения нескольких задач. Одна из таких задач – это обеспечение правильной зарядки аккумуляторной батареи. От этого во многом будет зависеть состояние и срок эксплуатации АКБ. На срок службы также оказывают влияние условий хранения и разряда, проведения профилактических мероприятий, но в этой статье будет рассматриваться зарядка щелочных аккумуляторов. Мы рассмотрим условия зарядки Ni─Cd и Ni─MH батарей, рекомендуемые их производителями. Кроме того, рассмотрим нестандартные режимы заряда.

Какие есть способы зарядки аккумуляторов в общем случае?

Различные методы зарядки определяются устройством аккумуляторов и природой процессов, в них протекающих. В общем случае можно назвать следующие методики зарядки аккумуляторов:

• при постоянном токе заряда;
• при понижении тока заряда;
• при ступенчатом изменении тока;
• при постоянном напряжении;
• комбинированные варианты.

Требования к зарядному устройству для щелочных аккумуляторов

Прежде чем говорить о конкретных режимах зарядки щелочных аккумулятор, стоит сказать пару слов о зарядных устройствах (ЗУ) для них. В продаже можно встретить в основном универсальные зарядные устройства, которыми можно вести заряд нескольких типов щелочных аккумуляторов. Есть также большая группа ЗУ, которые являются универсальными комбайнами. К примеру, iMAX B6. На таких устройствах вы просто выбираете тип батареи, выставляете ток, напряжение, время и запускаете процесс.

Общие требования к зарядному устройству для щелочных аккумуляторов:

• Универсальное ЗУ должно иметь возможность выбора тока зарядки для различных типов батарей. В дешёвых устройствах подобная возможность отсутствует. В них ток устанавливается в зависимости от установленного в них типоразмера (АА, ААА);
• В универсальном зарядном устройстве должны быть разные посадочные места под разный типоразмер батарей. Если этого нет, то должен быть переключатель между разными форм-факторами;
• Важно наличие в зарядном устройстве как можно большего числа методов контроля окончания зарядки. Особенно это актуально для Ni-MH аккумуляторов. В идеале контроль должен вестись по дельте напряжения, температуре и скорости её изменения, а также по общему времени процесса, необходимому для полной зарядки (рассчитывается из тока зарядки и номинальной ёмкости щелочной батареи);
• ЗУ должно иметь функцию определения наличия аккумулятора;
• Хорошо, если зарядное устройство для щелочных аккумуляторов будет иметь возможность определения первичных источников тока форм-фактора АА и ААА. Это убережёт от проблем, если вы спутаете аккумуляторы с обычными батарейками.

Как зарядить щелочной аккумулятор?

Стандартные режимы зарядки, рекомендованные производителями аккумуляторов

Заряд Ni─Cd аккумуляторов в стандартном варианте ведётся током 0,1*С в течение 14─16 часов. В этом случае «С» — это номинальная ёмкость батареи. Заряжать аккумуляторы можно при температурах в интервале 0─50 градусов Цельсия. Рекомендуемый интервал температур 10─40 С, когда заряд протекает особенно эффективно. Чем температура окружающей среды ниже, тем при более высоком напряжении проходит процесс в конце зарядки (ориентировочно около 1,7 вольта). Если температура ОС ниже 0 градусов аккумуляторные батареи должны заряжаться токами примерно 0,02 С.

В результате доработок появились аккумуляторы с плотными рулонными электродами небольшой толщины. Кроме того, были разработаны методы контроля процесса при ведении зарядки на большой скорости. На базе этого были разработаны и выпущены всевозможные электронные зарядные устройства, позволяющие вести процесс ускоренной зарядки под полным контролем.

Так, что сейчас львиная доля щелочных аккумуляторов, продаваемых на рынке, позволяет вести ускоренный зарядку. В большинстве случаев ток составляет 0,3 С. Контроль ведётся, в том числе, по времени (до 4 часов). При ускоренной зарядке контроль окончания процесса и снижение перезаряда выходят на первый план.

Это обусловлено тем, что быстрый заряд приводит к быстрому увеличению давления в батарее при окончании процесса. Это обусловлено тем, что при постоянном поглощении кислорода на отрицательном электроде, скорость его образования на положительном возрастает. Что касается разрядной ёмкости батарей при быстрой зарядке, то она остаётся аналогичной при заряде током 0,1*С. Подробнее о зарядке Ni─Cd аккумуляторов можно прочитать в статье по указанной ссылке.

В принципе, современные щелочные аккумуляторы с рулонным типом электродом могут быть заряжены за один час. Но при этом в зарядном устройстве должны быть предусмотрены различные методы контроля. Ускоренная зарядка разрешена при температуре 5─50 С, а рекомендованные значения 10─40 С.

Так, что если вы не уверены в полной разрядке щелочного аккумулятора, то перед установкой его на заряд, нужно провести разрядку до напряжения 1 вольт (речь идёт об одном элементе). Процесс несколько удлиняется, но такая методика способствует сохранению аккумуляторных батарей. Подробнее о том, как заряжать Ni-MH аккумуляторы, читайте в материале по ссылке.

У некоторых аккумуляторных батарей имеется индикатор, показывающий данные о степени заряда. Эти данные основываются на напряжении либо на балансе разрядной и зарядной ёмкости. Точность вычислений в этих случаях небольшая и индикатор редко показывает реальную степень заряженности. Об индикаторе заряда аккумулятора для автомобиля можно прочитать по ссылке. Он имеет другой принцип действия, нежели у щелочных АКБ.

Точность степени заряда по напряжению щелочных аккумуляторов определить достаточно сложно до того момента, пока они не выберут 80─90 процентов ёмкости. А до этого момент напряжение меняется мало. Кроме того, на уровень напряжения может оказывать воздействие температурные условия, меняющиеся в процессе циклирования батареи.
При контроле степени заряда по балансу ёмкостей следует понимать, что их оценка довольно проста, но значение коэффициента отдачи может меняться в широких пределах. Коэффициент зависит от температуры ОС, нагрузочного тока, от возраста аккумулятора.

Есть и другой подход к зарядке щелочных аккумуляторов. Когда неизвестна остаточная ёмкость, то аккумуляторной батарее отдают энергии ровно столько, сколько потребуется для полной зарядки аккумулятора. При этом не берётся в расчёт степень деградации аккумулятора. Здесь проблема в том, что как точно оценить состояние аккумулятора, и сколько ему нужно сообщить энергии для полной зарядки.

При заряде герметичных щелочных аккумуляторов должны контролироваться следующие параметры:

• напряжение;
• температура;
• внутреннее давление.

На графиках ниже можно видеть изменения всех этих параметров в процессе зарядки герметичной никель─кадмиевой аккумуляторной батареи.

Изменение напряжения при заряде щелочного аккумулятора

Источник