Изготовление зарядного устройства (ЗУ) для NiCd аккумуляторов. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Изготовление зарядного устройства (ЗУ) для NiCd аккумуляторов
Зарядные устройства для NiCd аккумуляторов достаточно дешевы. Обычно изготовление внешнего зарядного устройства под популярные размеры аккумуляторов, таких как ААА, АА, C и D, не отнимет много сил и времени. Умение сконструировать подобное устройство окажется полезным и тем, кто захочет встроить ЗУ в робота. В отличие от большинства дешевых ЗУ, которые продолжают заряжать аккумулятор током порядка C/10 даже после его полной зарядки, наше устройство уменьшает зарядный ток до порядка С/30 после того, как батареи оказались полностью заряженными. Такая процедура рекомендована для NiCd аккумуляторов и поможет обеспечить их длительную работоспособность.
Следующая информация позволит вам самостоятельно изготовить ЗУ для стандартного NiCd аккумулятора.
Зарядное устройство представляет собой отдельный блок, схема его подключения приведена на рис.
3.7 в иллюстративных целях. Такую схему легко разместить в корпусе робота, при этом потребуется разъем для соединения с ЗУ. Кроме того, необходим двухполюсный двухпозиционный переключатель, помещенный между разъемом и остальной схемой. Этот переключатель соединяет источник питания (аккумулятор) либо с остальной схемой робота, либо с ЗУ. Обесточивание робота необходимо потому, что в противном случае ток заряда аккумулятора уменьшится (см. рис. 3.7).
Рис. 3.7. Двухпозиционный переключатель, управляющий зарядом АКБ
Питание зарядного устройства можно осуществлять, используя либо обычный трансформатор, либо портативный блок питания, совмещенный со штекерной вилкой (типа используемых для питания плееров). Я предпочитаю последний, поскольку он дает на выходе постоянный ток. Если вы используете трансформатор, то вам дополнительно потребуются сетевой предохранитель, диодный мост, сглаживающий конденсатор и соединительные провода.
В любом случае вы должны подобрать характеристики трансформатора или выпрямителя под тип заряжаемой батареи.
Подбор выпрямителя по выходному напряжению и току снизит рассеиваемую мощность на регуляторе LM317; например, не стоит использовать трансформатор на 12 В для зарядки 6-вольтовых батарей.
На рис. 3.8 показана схема блока питания ЗУ. Выходное напряжение может равняться 6, 12, 18, 24 или 36 В в зависимости от типа используемого трансформатора, диодного моста и конденсатора.
Рис. 3.8. Сетевой трансформатор и выпрямительный блок
Схема зарядного устройства приведена на рис. 3.9. Она включает в себя регулятор напряжения LM317 и ограничивающий ток резистор. Величина сопротивления ограничительного резистора зависит от силы тока, необходимого для зарядки аккумуляторной батареи.
Рис. 3.9. Схема зарядного устройства
Ограничительный резистор
Большинство производителей NiCd аккумуляторов рекомендуют заряжать их током, равным 1/10 от их емкости, что обозначается C/10. Таким образом, батарея размера АА емкостью 0,85 Ач необходимо заряжать током C/10 или 85 мА в течение 14 часов.
В нашем случае рассчитаем характеристики ЗУ для зарядки аккумулятора, состоящего из 4 последовательно соединенных элементов С-типа. Емкость каждого элемента составляет 2000 мАч. Таким образом, ток C/10 составит 200 мА. Стандартное напряжение каждого элемента составляет приблизительно 1,3 В, следовательно, напряжение батареи 4 х 1,3 = 5,2 В. Следовательно, можно использовать 6-вольтовый трансформатор, поддерживающий ток не менее 200 мА.
Для расчета сопротивления ограничивающего ток резистора используется формула:
R=1,25/Icc
Где Icc необходимый ток. Подставляя в формулу 200 мА (0,2 А) получаем:
1,25/0,2=6,25 Ом
Таким образом, сопротивление ограничительного резистора должно быть порядка 6,25 Ом. На схеме (рис. 3.
9) этот резистор обозначен R2. Заметим, что на схеме резистор R2 имеет номинал 5 Ом. Это ближайший стандартный номинал резистора по отношению к рассчитанному.
Чтобы уменьшить силу тока до значения C/30, мы последовательно включаем еще один резистор, номинал которого составляет 2R или около 12,5 Ом. На схеме этот резистор обозначен как R3. Также подбирается резистор ближайшего стандартного номинала. В нашем случае его значение равно 10 Ом.
Принцип работы ЗУ
В ЗУ в качестве источника постоянного тока используется регулятор напряжения LM317. Ограничительный резистор для значения тока C/10 обозначен на схеме R2 (см. рис. 3.9). Значение R2 равно 5 Ом в сравнении с расчетным значением 6,25 Ом. Использование стандартного резистора близкого номинала не нарушит правильную работу ЗУ. Резистор для значения тока C/30 обозначен как R3. Стандартный номинал этого резистора также близок к расчетному и не нарушает нормальной работы ЗУ.
V1 представляет собой переменный резистор номиналом 5 кОм. Он предназначен для отпирания тиристора после полной зарядки NiCd батареи. Тиристор в свою очередь переключает двухпозиционное реле, имеющее две группы контактов.
При подаче напряжения на схему ток протекает через регулятор LM317, заряжая батарею током порядка C/10. Резистор R3 при этом закорочен одной из групп контактов реле. Ток также протекает через резистор R1, ограничивающий ток светодиодов D1 и D2. После включения питания загорается красный светодиод D1, который сигнализирует о том, что происходит зарядка.
В процессе зарядки напряжение на потенциометре V1 возрастает. После 14 часов напряжение оказывается достаточным для отпирания тиристора. Через открытый тиристор напряжение поступает на обмотку двухпозиционного реле. Реле включается, красный светодиод гаснет и зажигается зеленый светодиод.
Зеленый светодиод показывает, что батарея полностью заряжена. Другая группа контактов реле размыкает закороченный резистор R3. Включение резистора R3 уменьшает зарядный ток до порядка C/30. Диод D3 блокирует протекание тока из аккумулятора в схему ЗУ.
Определение напряжения срабатывания V1
Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы тиристор отпирался только после полной зарядки NiCd батареи. Наиболее просто это сделать следующим образом: вставить полностью разряженную батарею в ЗУ, заряжать ее в течение 14 часов, а потом подрегулировать V1. После завершения процесса зарядки медленно поворачивать движок потенциометра V1 до срабатывания реле. При этом должен зажечься светодиод зеленого цвета.
Особенности конструкции
При самостоятельном конструировании ЗУ обратите внимание на следующее. Наиболее критичным является подбор ограничительных резисторов для значений тока C/10 и C/30. Для расчета их номиналов воспользуйтесь приведенными формулами.
Если зарядный ток достаточно велик (более 250 мА), то для отвода тепла снабдите схему LM317 радиатором. Если ЗУ включить до соединения с батареей, то моментально сработает реле, включится зеленый светодиод и зарядный ток окажется равным C/30.
Если ЗУ будет использоваться при более высоких значениях напряжений – пропорционально увеличьте сопротивление R1, ограничивающее ток, протекающий через светодиоды. Например, для напряжения 12 В сопротивление R1 будет равно 680 Ом, для напряжения 24 В – 1,2 кОм соответственно.
При больших значениях напряжения может потребоваться резистор, ограничивающий ток обмотки реле. Полезно измерить реальные значения тока C/10 и C/30, протекающего через заряжаемую батарею, что позволит судить о правильности работы устройства.
Последовательное и параллельное соединение
Способ соединения элементов в батарею определяет необходимые характеристики трансформатора по напряжению и току.
Быстрое ЗУ
Многие современные NiCd аккумуляторные батареи можно заряжать быстрее при условии, что после их полной зарядки ЗУ переключится в режим C/30. Типичным является удвоение зарядного тока при сокращении времени зарядки в два раза. Таким образом, можно заряжать батарею током C/5 в течение 7 часов.
Хотя я не пробовал использовать данную схему ЗУ для быстрой зарядки, но не вижу оснований, почему она не должна работать.
Если вы хотите это сделать, необходимо сперва подстроить потенциометр под значение тока C/10, а потом уменьшить номинал резистора R2 в два раза.
Список деталей
• U1 регулятор напряжения LM317
• L1 двухпозиционное реле с двумя группами контактов
• D1 красный светодиод
• D2 зеленый светодиод
• D2 диод 1N4004
• Q1 тиристор
• V1 подстроечный резистор 5 кОм
• R1 резистор 330 Ом 0,25 Вт
• R2 резистор 5 Ом 2 Вт
• R3 резистор 10 Ом 2 Вт
• R4 резистор 220 Ом 0,25 Вт
• Понижающий трансформатор
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Типы аккумуляторов и методы их заряда Никель-кадмиевые аккумуляторы
Типы аккумуляторов и методы их заряда
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов была предложена в 1899, когда Waldmar Jungner изобрел первый никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd).
Используемые в них материалы были в то время дороги, и их
Методы заряда Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов
Методы заряда Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов Существует много различных методов заряда NiCd или NiMH аккумуляторов. Но все их можно разделить на 4 основные группы:• – стандартный заряд – заряд постоянным током, равным 1/10 от величины номинальной емкости аккумулятора, в течение
Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов
Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов подобно зарядному устройству для свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA) в части ограничения напряжения на аккумуляторе. Основные различия между ними заключаются в том, что у зарядного
Хранение аккумуляторов
Хранение аккумуляторов
Аккумуляторы относятся к категории “скоропортящихся продуктов”, начинающих терять свое качество сразу же после изготовления.
Хотя степень деградации для некоторых типов аккумуляторов достаточно низка, все же не рекомендуется хранить их в
О восстановлении аккумуляторов
О восстановлении аккумуляторов Процент восстановленных аккумуляторов при использовании контролируемых циклов разряда / заряда зависит от типа электрохимической системы, количества уже отработанных циклов, метода обслуживания и возраста аккумулятора.Ni-Cd. Наилучшие
Изготовление инструмента
Изготовление инструмента Для закрепления навыков слесарной и кузнечной обработки можно изготовить ряд слесарных и кузнечных инструментов, которые будут необходимы учащимся для их дальнейшей работы.Слесарное зубило куется вручную из прутковой стали У7 или У8. Заготовку
4.3. Изготовление орудий
4.
3. Изготовление орудий
Однако оставим игры и перейдем к серьезным поступкам взрослых людей.Говоря о происхождении человека, в качестве первого его отличия от животного указывают на использование и изготовление орудий. Решающим здесь является, конечно, изготовление
Изготовление изделий
Изготовление изделий Наибольшей популярностью среди точеных изделий пользуются предметы домашнего обихода: тарелки, плошки, стаканы, кувшины.Для изготовления точеных тарелок чаще всего используют старые сосновые доски, древесина которых уже от времени приобрела
Изготовление первого демонстрационного устройства
Изготовление первого демонстрационного устройства
Первое демонстрационное устройство, которое мы собираемся сделать, очень просто по конструкции и может быть использовано для измерения степени сокращения воздушной мышцы (см.
рис. 16.10). Основание представляет собой
Изготовление второго демонстрационного устройства
Изготовление второго демонстрационного устройства Вторая модель представляет собой рычаг (см. рис. 16.13 и 16.14). Я изготовил модель рычага из дерева и пластика. Воздушная мышца и резиновая лента прикреплены к рычагу с помощью винтов. В точке опоры рычаг закреплен на
Установка тепловых аккумуляторов
Установка тепловых аккумуляторов В установке ТА на любую автомашину можно выделить следующие группы операций:• определение места расположения ТА;• монтаж гидравлической схемы;• подключение блока управления;• прокачка системы охлаждения;• проверка и
4.2. Подбор баков-аккумуляторов
4.2. Подбор баков-аккумуляторов
Есть житейское правило: «Чем больше объем бака, тем лучше».
В то же время существуют методики точного подбора и расчета объема баков на основе европейских норм UNI 9182.Метод используется для расчета объема гидроаккумулятора на основании
5.2.1. Изготовление матрицы
5.2.1. Изготовление матрицы Матрицу отливают из бронзы и цинка в литейной форме, изготовленной по твердой модели, вырезанной из дерева (березы, бука, осины) или гипса.Модель из гипса выполняют в следующей последовательности (см. рис. 5.10).Из жидкого гипса, имеющего
5.2.3. Изготовление пуансона
5.2.3. Изготовление пуансона Получение оттиска на тонком листовом металле возможно только при наличии пуансона, представляющего собой контррельеф (обратный рельеф), все выступающие части которого точно соответствуют углублениям в матрице, и наоборот. Пуансон
Зарядное устройство для никель — кадмиевых аккумуляторов
Вы здесь:Главная » Все записи » Зарядное устройство для никель — кадмиевых аккумуляторов
Добавил: STR2013,Дата: 25 Фев 2021
Рубрика: [ Все записи, Зарядные устройства ]
Разработано много схем источников питания и зарядных устройств, в разной степени оригинальных.
В основном это схемы специализированного назначения, но многие прекрасно подходят для широкого применения. Рассмотрим одну из них. Начнём с зарядных устройств. Конструкцией, ниже будет зарядное устройство для малогабаритных никель — кадмиевых аккумуляторов.
Зарядное устройство обеспечивает стабильный ток заряда и автоматически отключается при достижении заданного напряжения на аккумуляторе. Работа схемы оригинальна и автору пока не попадались подобные — дело в том, что в обычных схемах окончание зарядки по достижении заданного напряжения определяется во время протекания зарядного тока. Из-за наличия внутреннего сопротивления аккумуляторов напряжение полного заряда будет меняться при изменении зарядного тока, что затрудняет определение момента окончания зарядки.
Принципиальная схема зарядного устройства
Предлагаемая схема работает иначе: в течение нескольких секунд на аккумулятор подаётся зарядный ток, затем он автоматически отключается примерно на 1 сек и производится замер ЭДС на аккумуляторе.
Известно, что ЭДС полностью заряженного никель — кадмиевого аккумулятора составляет 1,35 В — если на аккумуляторе достигнута эта величина, переключается компаратор и срабатывает RS триггер, отключающий зарядный ток и включающий светодиод «Аккумулятор заряжен«.
Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторные батареи с максимальным напряжением до 18 В. Ток зарядки регулируется переменным резистором в пределах 10 — 200 мА, а требуемое значение ЭДС аккумуляторной батареи, при которой зарядка прекращается также устанавливается переменным резистором.
Во время протекания зарядного тока периодически мигает светодиод «Заряд«.
Выходной транзистор необходимо установить на небольшой радиатор, площадь которого зависит от величины требуемого тока заряда и напряжения аккумуляторной батареи.
На оси переменных резисторов желательно насадить регулировочные ручки с указателями, и, с помощью мультиметра, произвести калибровку с нанесением указательных рисок на лицевой панели устройства.
Автор: Кравцов В. (сайт:Автоматика в быту)
Метки: [ зарядное ]
ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Зарядное устройство для АКБ 12В, 7а-ч
- Ремонт зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
- Зарядное устройство малогабаритных аккумуляторов с таймером на К561ИЕ16
Простое зарядное устройство для АКБ
Ниже представлена простая схема для автоматического поддержания аккумулятора в заряженном состоянии. Схема не содержит дорогих и дефицитных деталей. Простое и недорогое зарядное устройство предназначено для 12В, 7 а/ч свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Можно также использовать для зарядки автомобильных аккумуляторов и систем аварийного освещения и т.п.
Подробнее…
Принесли мне делать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов заводского изготовления совсем новое. Проработало оно совсем не долго… Подробнее…
Схема зарядного устройства, представленная ниже предназначена для малогабаритных аккумуляторов и разрабатывалась для модернизация промышленного варианта с целью автоматизировать процесс зарядки путём введения автоматического отключения аккумулятора по окончании заряда.
Доработка свелась к изготовлению дополнительной платы таймера, который отсчитывает около 10 часов после момента установки аккумулятора в зарядный стакан и отключает ток.
Подробнее…
Популярность: 2 162 просм.
Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.
— НАВИГАТОР —
Рассмотрены схемы простых зарядных устройств для Ni-Cd аккумуляторов
В этом посте обсуждается простая схема зарядного устройства для NiCd аккумуляторов с автоматической защитой от перезаряда и зарядкой постоянным током.
Когда дело доходит до правильной зарядки никель-кадмиевого элемента, настоятельно рекомендуется остановить или прекратить процесс зарядки, как только он достигнет полного уровня заряда. Несоблюдение этого требования может отрицательно сказаться на сроке службы ячейки, значительно снизив эффективность ее резервирования.
Простая схема зарядного устройства Ni-Cad, представленная ниже, эффективно справляется с критерием перезарядки, включая такие функции, как зарядка постоянным током, а также отключение питания, когда клемма элемента достигает значения полного заряда.
Основные характеристики и преимущества
- Автоматическое отключение при полной зарядке
- Постоянный ток во время зарядки.
- Светодиодная индикация отключения полного заряда.
- Позволяет пользователю добавлять дополнительные каскады для одновременной зарядки до 10 NiCd элементов.
Принципиальная схема
Как это работает
Простая конфигурация, описанная здесь, предназначена для зарядки одного элемента типа AA емкостью 500 мА·ч с рекомендуемой скоростью зарядки, близкой к 50 мА, тем не менее, ее можно удобно и дешево настроить для зарядки нескольких ячейки вместе, повторяя область, показанную пунктирными линиями.
Напряжение питания для схемы поступает от трансформатора, мостового выпрямителя и 5-вольтового IC-регулятора.
Ячейка заряжается транзистором T1, который сконфигурирован как источник постоянного тока.
T1, с другой стороны, управляется компаратором напряжения с использованием триггера TTL Шмитта N1. Во время зарядки элемента напряжение на клеммах элемента поддерживается на уровне около 1,25 В.
Этот уровень оказывается ниже положительного порога срабатывания N1, который поддерживает выход N1 высоким, а выход N2 становится низким. , позволяя T1 получить базовое напряжение смещения через делитель потенциала R4/R5.
Пока Ni-Cd элемент заряжается, светодиод D1 продолжает гореть. Как только ячейка приближается к состоянию полного заряда, напряжение на ее клеммах возрастает примерно до 1,45 В. Из-за этого положительный порог срабатывания N1 повышается, что приводит к тому, что выход N2 становится высоким.
Эта ситуация мгновенно отключает T1. Ячейка перестает заряжаться, а светодиод D1 гаснет.
Поскольку положительный предел активации N1 составляет приблизительно 1,7 В и контролируется определенным допуском, R3 и P1 включены, чтобы изменить его до 1,45 В.
Отрицательный предел срабатывания триггера Шмитта составляет около 0,9 В, что происходит быть ниже напряжения на клеммах даже полностью разряженного элемента.
Это означает, что подключение разряженного элемента к цепи никогда не приведет к автоматическому запуску зарядки. По этой причине включена кнопка пуска S1, при нажатии которой вход NI принимает низкий уровень.
Для зарядки большего количества элементов часть схемы, показанную в пунктирной рамке, можно повторить отдельно, по одной для каждой батареи.
Это гарантирует, что, независимо от уровня разрядки элементов, каждый из них заряжается до нужного уровня.
Конструкция печатной платы и наложение компонентов
В конструкции печатной платы, приведенной ниже, два этапа дублируются, что позволяет одновременно заряжать два элемента Nicad от одной платы.
Ni-Cad зарядное устройство с резистором
Это простое зарядное устройство можно собрать из деталей, которые можно найти практически в любом мусорном контейнере конструктора.
Для обеспечения оптимального срока службы (количества циклов зарядки) никель-кадмиевые батареи необходимо заряжать относительно постоянным током.
Часто это довольно легко достигается зарядкой через резистор от напряжения питания, во много раз превышающего напряжение аккумулятора. Изменение напряжения батареи по мере ее зарядки, скорее всего, окажет минимальное влияние на зарядный ток. Предлагаемая схема состоит только из трансформатора, диодного выпрямителя и последовательного резистора, как показано на рисунке 1.9.0003
Соответствующее графическое изображение облегчает определение необходимого значения последовательного резистора.
Горизонтальная линия проводится через напряжение трансформатора по вертикальной оси до пересечения с указанной линией напряжения батареи. Затем линия, проведенная вертикально вниз от этой точки до пересечения с горизонтальной осью, впоследствии дает нам необходимое значение резистора в омах.
Например, пунктирная линия показывает, что если напряжение трансформатора составляет 18 В, а напряжение заряжаемой никель-кадмиевой батареи составляет 6 В, то значение сопротивления будет около 36 Ом для предполагаемого регулирования тока.
Это указанное сопротивление рассчитано на подачу 120 мА, в то время как для некоторых других значений зарядного тока значение резистора необходимо уменьшить соответствующим образом, например. 18 Ом для 240 мА, 72 Ом для 60 мА и т. д. D1.
Цепь зарядного устройства NiCad с автоматическим управлением током
Никель-кадмиевые аккумуляторы обычно требуют зарядки постоянным током. Показанная ниже схема зарядного устройства NiCad разработана для подачи либо 50 мА на четыре элемента 1,25 В (тип AA), либо 250 мА на четыре элемента 1,25 В (тип C), соединенных последовательно, хотя ее можно просто изменить для различных других значений заряда.
В обсуждаемой схеме зарядного устройства NiCad резисторы R1 и R2 фиксируют выходное напряжение без нагрузки примерно на уровне 8 В.
Выходной ток проходит через резистор R6 или R7, и по мере его увеличения постепенно открывается транзистор Tr1.
Это заставляет точку Y увеличиваться, включая транзистор Tr2 и позволяя точке Z становиться менее положительной.
Следовательно, процесс снижает выходное напряжение и имеет тенденцию снижать ток. В конечном итоге достигается уровень баланса, который определяется значением R6 и R7.
Диод D5 блокирует зарядку аккумулятора, обеспечивая подачу питания на выход IC1 в случае отключения 12 В, что в противном случае может привести к серьезному повреждению IC.
FS2 используется для защиты от повреждения аккумуляторов, находящихся под зарядкой.
Выбор R6 и R7 осуществляется путем проб и ошибок, что означает, что вам понадобится амперметр с подходящим диапазоном, или, если значения R6 и R7 действительно известны, то падение напряжения на них можно рассчитать по закону Ома. .
Зарядное устройство Ni-Cd с использованием одного операционного усилителя
Эта схема зарядного устройства Ni-Cd предназначена для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов стандартного размера AA. Специальное зарядное устройство в основном рекомендуется для NiCad элементов, поскольку они обладают крайне низким внутренним сопротивлением, что приводит к увеличению зарядного тока, даже если используемое напряжение лишь немного выше.
Поэтому зарядное устройство должно включать в себя схему ограничения зарядного тока до нужного предела. В этой схеме T1, D1, D2 и C1 работают как традиционный понижающий, развязывающий, двухполупериодный выпрямитель и схема фильтрации постоянного тока. Дополнительные части предлагают текущие правила.
IC1 используется в качестве компаратора с отдельным буферным каскадом Q1, обеспечивая в этой конструкции достаточно высокий выходной ток. На неинвертирующий вход IC1 подается опорное напряжение 0,65 В, подаваемое через резисторы R1 и D3. Инвертирующий вход подключен к земле через R2 в пределах уровней тока покоя, что позволяет выходу стать полностью положительным. При подключении к выходу NiCad-элемента большой ток может пройти через R2, вызывая эквивалентное напряжение на R2.
Оно может просто увеличиться до 0,6 В, тем не менее, увеличение напряжения в этой точке меняет входные потенциалы входов IC1, что приводит к уменьшению выходного напряжения и снижению напряжения вокруг резистора R2 до 0,65 В.
Максимальный выходной ток ( а также полученный зарядный ток) в результате получается ток 0,65 В на 10 Ом, или, проще говоря, 65 мА.
Большинство никель-кадмиевых элементов типа AA имеют оптимальный предпочтительный ток заряда не более 45 или 50 мА, и для этой категории сопротивление R2 должно быть увеличено до 13 Ом, чтобы обеспечить соответствующий ток заряда.
Некоторые разновидности быстрозарядных устройств могут работать с током 150 мА, и для этого требуется снизить сопротивление R2 до 4,3 Ом (3,3 Ом плюс 1 Ом последовательно на случай, если не удастся приобрести идеальную деталь).
Кроме того, T1 необходимо улучшить до варианта с номинальным током 250 мА, а Q1 необходимо установить с помощью крошечного ребристого радиатора с болтовым креплением. Устройство может легко заряжать до четырех элементов (6 элементов, если T1 модернизирован до типа 12 В), и все они должны быть подключены к выходу последовательно, а не параллельно.
Схема универсального зарядного устройства NiCad
На рис.
1 представлена полная схема универсального зарядного устройства NiCad. Источник тока разработан с использованием транзисторов T1, T2 и T3, которые обеспечивают постоянный зарядный ток.
Источник тока становится активным только тогда, когда элементы NiCad присоединены правильным образом. ICI может проверить сеть, проверив полярность напряжения на выходных клеммах. Если ячейки установлены правильно, контакт 2 микросхемы IC1 не может поворачиваться так же положительно, как на контакте 3.
В результате выход IC1 становится положительным и передает базовый ток на T2, который включает источник тока. Текущий лимит источника можно зафиксировать с помощью S1. Ток 50 мА, 180 мА и 400 мА может быть задан после определения значений R6, R7 и RB. Помещение S1 в точку 1 показывает, что NiCad элементы можно заряжать, положение 2 предназначено для элементов C, а положение 3 зарезервировано для элементов D.
Прочие детали
TR1 = трансформатор 2 x 12 В/0,5 А
S1 = 3-позиционный переключатель
S2 = 2-позиционный переключатель
Источник тока работает по очень простому принципу.
Схема подключена как сеть обратной связи по току. Представьте, что S1 находится в положении 1, а выход IC1 положительный. T2 и 13 теперь начинают получать базовый ток и инициируют проводимость. Ток через эти транзисторы составляет напряжение вокруг резистора R6, которое приводит в действие T1.
Увеличивающийся ток вокруг R6 означает, что T1 может проводить с большей силой, что минимизирует ток управления базой для транзисторов T2 и T3.
Второй транзистор в этот момент может проводить меньше, и начальный рост тока ограничен. Таким образом, достигается достаточно постоянный ток с помощью резистора R3 и прикрепленных к нему элементов NiCad.
Пара светодиодов, прикрепленных к источнику тока, показывают рабочее состояние зарядного устройства NiCad в любой момент. IC1 подает положительное напряжение, как только никель-кадмиевые элементы правильно подключены, зажигая светодиод D8.
Если ячейки подключены с нарушением полярности, положительный потенциал на выводе 2 микросхемы IC1 будет выше, чем на выводе 3, в результате чего на выходе компаратора операционного усилителя будет 0 В.
В этой ситуации источник тока останется выключенным и светодиод D8 не загорится. То же самое может произойти, если ни одна батарея не подключена для зарядки. Это может произойти из-за того, что контакт 2 будет иметь повышенное напряжение по сравнению с контактом 3 из-за падения напряжения на D10.
Зарядное устройство активируется только при соединении ячейки с напряжением не менее 1 В. Светодиод D9 показывает, что источник тока работает как источник тока.
Это может показаться довольно странным, однако входной ток, генерируемый IC1, недостаточен, уровень напряжения также должен быть достаточно большим, чтобы усилить ток.
Это означает, что напряжение питания всегда должно быть больше, чем напряжение на элементах NiCad. Только в этом случае разности потенциалов будет достаточно, чтобы сработала обратная связь по току T1 и загорелся светодиод D9.
Конструкция печатной платы
Использование ИС 7805
На приведенной ниже схеме показана идеальная схема зарядного устройства для никель-кадмиевого элемента.
В нем используется микросхема регулятора 7805 для подачи постоянного напряжения 5 В на резистор, в результате чего ток зависит от номинала резистора, а не от потенциала элемента.
Значение резистора должно быть скорректировано в зависимости от типа, который используется для зарядки; можно использовать любое значение от 10 Ом до 470 Ом в зависимости от номинала ячейки в мАч. Из-за плавающего характера IC 7805 по отношению к потенциалу земли эта конструкция может применяться для зарядки отдельных элементов Nicad или серии из нескольких элементов.
Использование 7805 и светодиода постоянного тока
Следующая схема зависит от регулятора напряжения 7805, который работает с фиксированной нагрузкой R1 и переменной нагрузкой в виде двух никель-кадмиевых батарей. Результат весьма заметен: напряжение и нагрузка постоянны. Полное устройство, включая регулятор напряжения и нагрузку R1, может быть последовательно подключено к нагрузке с переменным потенциалом, которой в данном конкретном случае является наша никель-кадмиевая батарея, которая будет заряжаться, и ток останется полностью постоянным.
Эта ситуация, безусловно, всегда предполагает, что входное напряжение достаточно высокое.
Схема включает небольшую дополнительную функцию, которая представляет собой светодиод, соединенный последовательно с заземляющим контактом регулятора lC. Этот светодиод настроен на работу как индикатор зарядки NiCd.
Заданный ток 8 мА +/-1 мА, который определяется предпочтительным выходным током и который должен быть включен в этот выходной ток, подается с помощью светодиода. Фиксируя номинал резистора R1, важно помнить о дополнительных 1,5 В, падающих на светодиод.
Как уже было сказано, этот источник тока используется в качестве зарядного тока для NiCad аккумуляторов. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов NiCd аккумуляторы необходимо заряжать постоянным током.
Типичные NiCad аккумуляторы необходимо заряжать током, который должен составлять 1/10 от их номинального значения в мА·ч, и заряжать примерно в течение 14 часов.
Всегда рекомендуется полностью разряжать NiCd элемент, а затем быстро подключать к зарядному устройству.
Это позволит ячейке иметь более длительный срок службы и обеспечить большее количество циклов заряда/разряда.
Зарядка Ni-Cd элемента от источника питания 12 В
Наиболее фундаментальный принцип зарядного устройства заключается в том, что его зарядное напряжение должно быть выше номинального напряжения аккумулятора. Например, аккумулятор на 12 В следует заряжать от источника на 14 В.
В этой схеме зарядного устройства Ni-Cd 12 В используется удвоитель напряжения на основе популярной микросхемы 555. Поскольку вывод 3 микросхемы попеременно подключен между напряжением питания +12 В и землей, микросхема колеблется.
С 3 заряжается через D 2 и D 3 почти до 12 В, когда на контакте 3 низкий логический уровень. В тот момент, когда контакт 3 имеет высокий логический уровень, напряжение перехода C 3 и D 3 повышается до 24 В из-за отрицательного вывода C 3 , который подключен к +12 В, а сам конденсатор удерживает заряд.
того же значения. Затем диод D 3 становится смещенным в обратном направлении, но проводимость D 4 достаточна для того, чтобы C 4 заряжался выше 20 В. Этого напряжения более чем достаточно для нашей схемы.
78L05 в позициях IC 2 действует как источник тока, который удерживает свое выходное напряжение, U n , от появления на R 3 при 5 В. Выходной ток, I n , может можно просто рассчитать по уравнению:
Iη = Uη / R3 = 5 / 680 = 7,4 мА
Свойства 78L05 включают сам потребляемый ток, так как центральная клемма (обычно заземленная) дает около 3 мА.
Общий ток нагрузки составляет около 10 мА, что является хорошим значением для постоянной зарядки NiCd аккумуляторов. Для индикации того, что зарядный ток протекает, в схему включен светодиод.
График зарядного тока
На рис. 2 показаны характеристики зарядного тока в зависимости от напряжения батареи.
Совершенно очевидно, что схема не совсем идеальна, так как 12-вольтовая батарея будет заряжаться током всего около 5 мА. Несколько причин для этого:
- Похоже, что выходное напряжение схемы падает с увеличением тока.
- Падение напряжения на 78L05 составляет около 5 В. Но для обеспечения точной работы ИС необходимо добавить дополнительные 2,5 В.
- На светодиоде скорее всего падение напряжения 1,5В.
Учитывая все вышеизложенное, NiCd аккумулятор на 12 В с номинальной емкостью 500 мАч можно было бы непрерывно заряжать током 5 мА. В сумме это всего лишь 1% от его мощности.
Зарядка 8 элементов последовательно с автоматическим отключением
При постоянном токе до 100 мА эта схема может заряжать до восьми никель-кадмиевых аккумуляторов 1,25 В. Зарядное устройство отключается, и зарядка прекращается, когда напряжение батареи достигает заданного порога. Напряжение элемента Nicad повышается по мере его зарядки, достигая максимума около 1,45 В при полной зарядке.
Когда напряжение восьмиэлементной батареи достигает 11,6 В, она полностью заряжена. Рекомендуемый зарядный ток для элемента Nicad обычно составляет 10% от его номинального значения мАч или 50 мА для аккумулятора емкостью 500 мАч. Подсоедините вольтметр к клеммам A и B, чтобы замкнуть цепь. PR1 устанавливается на соответствующее напряжение срабатывания, которое в данном случае составляет 11V6 для восьми батарей.
Затем между клеммами C и D присоединяется миллиампер. Минимальный зарядный ток регулируется PR2 при кратковременном нажатии кнопки сброса SW1. Между клеммами C и D теперь можно было подключить аккумулятор. Светодиод 2 загорается, как только нажимается SW1, указывая на то, что аккумулятор заряжается.
Ток зарядки уменьшается до нуля, когда напряжение батареи достигает заданного напряжения срабатывания, и загорается светодиод 1, показывая, что батарея полностью заряжена.
Никель-кадмиевая NiCd-цепь зарядного устройства
Киран Салим
6 308 просмотровВ этом уроке мы создадим «Схему зарядного устройства NiCd аккумулятора».
Чтобы зарядить батареи, нам нужно подать напряжение на клеммы, и батарея начнет заряжаться. Протокол зарядки зависит от размера и типа заряжаемой батареи. Некоторые типы батарей имеют высокую устойчивость к перезарядке и могут быть перезаряжены путем подключения к источнику постоянного напряжения или источника постоянного тока, в зависимости от типа батареи. Если важна безопасная зарядка, быстрая зарядка и/или максимальное время автономной работы, тогда все становится сложнее.
Вот три наиболее распространенных аккумулятора в электронных устройствах NiMH, NiCd и Li-ion. В этих батареях показатель C является важным фактором при определении параметров зарядки. «C» относится к емкости батареи при разрядке в течение одного часа. Емкость этих батарей определяется относительно минимально допустимого напряжения, называемого напряжением отсечки. Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи.
В этот момент еще остается заряд, но его вытягивание может привести к повреждению аккумулятора.
Если вам нужны аккумуляторы для вашего проекта, которые можно легко и быстро заряжать. Затем подумайте о приобретении Ni-Cd аккумулятора. Кроме того, аккумуляторы Ni-Cd более устойчивы и работают в суровых условиях. Кроме того, батарея более долговечна, чем литиевые батареи или свинцово-кислотные батареи. И устройство имеет высокую энергию, как щелочные батареи. NiCd аккумуляторы обеспечивают лучшую производительность при компактных размерах. Простая схема зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, состоящая из нескольких легкодоступных компонентов. Эта схема будет обеспечивать ограниченный ток и напряжение целевой батареи.
Купить на Amazon
Аппаратные компоненты
Следующие компоненты необходимы для изготовления цепи зарядного устройства NiCd аккумуляторов
| Старший номер | Компоненты | Значение 90 258 | Кол-во |
|---|---|---|---|
| 1 | Шаг вниз Трансформатор | 0–12 В перем. тока | 1 |
| 2 | Модуль мостового выпрямителя | 1N4007 | 4 | 902 65
| 3 | ИС регулятора | LM337 | 2 |
| 4 | Резисторы | 1 кОм, 120 Ом, 510 Ом, 10 Ом/1 Вт 9027 0 | 1 |
| 5 | Светодиод | 1 | |
| 6 | Конденсатор | 47 мкФ/16 В | 1 |
LM337 Цоколёвка
Подробное описание цоколевки, габаритных размеров и технических характеристик загрузите в техпаспорте LM337
9000 8 Цепь зарядного устройства никель-кадмиевой батареиПояснение к работе
Здесь мы создаем схему зарядного устройства NiCd аккумуляторов, у нас есть секция питания, состоящая из понижающего трансформатора переменного тока 0–12 В, этот трансформатор используется для преобразования источника переменного тока 230 В в источник переменного тока 12 В, двухполупериодный мостовой выпрямитель, содержащий D1-D4, который преобразует питание переменного тока в питание постоянного тока, а сглаживающий конденсатор C1, C1 выполняет процесс фильтрации.
