Схема сетевое зарядное устройство: СЕТЕВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Изобретения и использование инструмента с источниками автономного питания стало одним из визитных карточек нашего времени. Разрабатывается и внедряются всё новые активные компоненты, улучшающие работу батарейных сборок. К сожалению аккумуляторы не могут работать без подзарядки. И если на устройствах, имеющих постоянный доступ электросети вопрос решается встроенными источниками, то для мощных источников питания, например, шуруповерта, необходимо отдельные зарядные устройства для литиевых аккумуляторов с учетом особенности различных типов аккумуляторов.

Последние годы всё активнее используются изделия на литий-ионном активном компоненте. И это вполне понятно, так – как эти источники питания зарекомендовали себя с очень хорошей стороны:

у них отсутствует эффект памяти;
практически полностью ликвидирован саморазряд;
могут работать при минусовых температурах;
хорошо удерживают разряд.
количество доведен до 700 циклов.

Но, каждый тип батарей имеет свои особенности. Так, литий – ионный компонент требует конструкцию элементарных батареек с напряжением 3, 6В, что требует некоторые индивидуальные особенности для подобных изделий.

Особенности восстановления

При всех достоинствах литий-ионных аккумуляторах у них есть свои недостатки – это возможность внутреннего замыкания элементов при перенапряжении зарядки из – за активные кристаллизации лития в активном компоненте. Также имеется ограничение по минимальному значению напряжения, которое приводит к невозможности приема электронов активным компонентом. Чтобы исключить последствия, батарея оснащается внутренними контроллером, которое разрывает цепь элементов с нагрузкой при достижении критических значений. Хранятся такие элементы лучше всего при зарядке 50 % при +5 – 15° С. Еще одно из особенностей литий-ионных аккумуляторов является то, что время эксплуатации батарейки зависит от времени ее изготовления, вне зависимости от того была ли она в эксплуатации или нет, или другими словами подвержена “эффекту старения”, который ограничивает сроком эксплуатации – пять лет.

Зарядка литий – ионных аккумуляторов

Простейшее устройство зарядки одного элемента

Для того чтобы понять более сложные схемы зарядки литий – ионных аккумуляторов, рассмотрим простое зарядное устройство для литиевых аккумуляторов, точнее для одной батарейки.

Основа схемы оставляет управление: микросхема TL 431 (выполняет роль регулируемого стабилитрона) и одном транзисторе обратной проводимости.
Как видно из схемы управляющий электрод TL431 включен в базу транзистора. Настройка аппарата сводится к следующему: нужно на выходе устройства установить напряжение 4,2В – это устанавливается регулировкой стабилитрона подключением на первую ножку сопротивления R4 – R3 номиналом 2,2 кОм и 3 кОм. Эта цепочка отвечает за регулировку выходного напряжения, регулировка напряжения устанавливается только один раз и является стабильной.

Далее регулируется ток заряда, регулировка производится сопротивлением R1 (на схеме номиналом 3Ом) в случае, если эмиттер транзистора будет включён без сопротивления, тогда входное напряжение будет и на клеммах зарядки, то есть – это 5В, что может не соответствовать требованиям.

Так же, в этом случае не будет светиться светодиод, а он сигнализирует об протекании процесса насыщения током. Резистор может быт номиналом от 3 до 8 Ом.
Для быстрой подстройки напряжение на нагрузке, сопротивление R3 можно установить регулируемое (потенциометр). Напряжение настраивается без нагрузки, то есть, без сопротивления элемента, номиналом 4, 2 – 4,5В. После достижения необходимого значения достаточно замерить величину сопротивление переменного резистора и поставить основную деталь нужного номинала вместо него. Если нет необходимого номинала его можно собрать из нескольких штук параллельным или последовательным соединением.

Сопротивление R4 предназначено для открывания базы транзистора, его номинал должен быть 220Ом. При увеличении заряда аккумулятора напряжение будет повышаться, управляющий электрод базы транзистора будет увеличивать переходное сопротивление эмиттер – коллектор, уменьшая ток зарядки.

Транзистор можно использовать КТ819, КТ817 или КТ815, но тогда придется ставить радиатор для охлаждения. Также радиатор будет необходим если токи будут превышать 1000мА. В общем, эта классическая схема простейшая зарядки.

Усовершенствование зарядного устройства для литиевых li – ion аккумуляторов

Когда появляется необходимость зарядить литий ионных батарей, соединенных из нескольких спаянных элементарных ячеек, то лучше всего заряжать ячейки отдельно с применением контрольной схемы, которая будет следить за зарядкой индивидуально каждой отдельной батарейкой. Без этой схемы значительное отклонение характеристик одного элемента в последовательно спаянной батареи приведет к неисправности все аккумуляторы, а сам блок будет даже опасным по причине его возможного перегрева или даже воспламенения.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 12 вольт. Устройство балансира

Термин балансировка в электротехнике означает режим зарядки, который производит контроль за каждым отдельным элементом, участвующим в процессе, не допуская увеличения или снижения напряжения менее необходимого уровня. Необходимость подобных решений вытекает из особенностей сборок с li – ion. Если из за внутренней конструкции один из элементов зарядиться быстрее остальных, что очень опасно для состояния остальных элементов, и как следствие всей батареи. Схемное решение балансира выполнена таким образом, что элементы схемы берут на себя избыток энергии, тем самым регулируя процесс зарядки отдельной ячейки.

Если сравнивать принципы зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов, то они имеют отличия от литий-ионного, прежде всего у Ca – Ni окончание процесса свидетельствует повышение напряжения полярных электродов и уменьшение тока до 0, 01мА. Также перед зарядкой этот источник должен быть разряжен не менее 30% от первоначальной емкости, если не выдержать это условия в батарее возникает «эффект памяти», который снижает емкость батареи.

С Li-Ion активным компонентом все наоборот. Полная разрядка этих элементов может привести к необратимым последствиям и резко понизить способность заряжаться. Нередко некачественные контроллеры могут не обеспечить контроль за уровнем разрядки батареи, что может привести неисправности всей сборки из-за одной ячейки.

Выходом из ситуации может стать применение выше рассмотренной схемы на регулируемом стабилитроне TL431. Нагрузку 1000 мА или больше может обеспечить установка более мощным транзистором. Такие ячейки подключается к непосредственно к каждой ячейке предохранит от неправильной зарядки.

Выбирать транзистор следует от мощности. Мощность подсчитывается по формуле P = U*I, где U – напряжение, I – зарядный ток.

Например, при токовой зарядки 0,45 А транзистор должен иметь рассеиваемую мощность не менее 3,65 В*0,45А = 1,8 Вт. а это для внутренних переходов большая токовая нагрузка , поэтому выходные транзисторы лучше установить в радиаторы.

Ниже приведен примерный расчет величины резисторов R1 и R2 на различное напряжение заряда:

R1 + R2 => U

22,1к + 33к => 4,16 В

15,1к + 22к => 4,20 В

47,1к + 68к => 4,22 В

27,1к + 39к => 4,23 В

39,1к + 56к => 4,24 В

33к + 47к => 4,25 В

Сопротивление R3 – нагрузка на базе транзистора. Его сопротивление может быть 471Ом – 1, 1 кОм.

Но, при реализации этих схемных решений, возникла проблема, как заряжать отдельную ячейку в аккумуляторном блоке? И такое решение нашлось. Если посмотреть на контакты на зарядной ножке, то на выпускаемых в последнее время корпусах с литий-ионными батареями находится такое количество контактов, сколько отдельных ячеек в батарее, естественно, на зарядном устройстве каждый такой элемент подключается отдельный схеме контроллера.

По стоимости подобное зарядное изделие несколько дороже чем линейное устройство с двумя контактами, но это стоит того, особенно если учесть, что сборки с высококачественными литий-ионными компонентами с доходят да половины стоимости самого изделия.

Импульсное зарядное устройство для литиевых li – ion аккумуляторов

Последнее время многие ведущие – фирмы производители ручного инструмента с автономным питанием, широко рекламирует быстро зарядные устройства. Для этих целей были разработаны импульсные преобразователи на основе широтно-импульсно модулированных сигналов (ШИМ) для восстановления блоков питания шуруповертов на основе ШИМ генератора на микросхеме UC3842 собран обратноходовой AS – DS преобразователь c нагрузкой на импульсный трансформатор.

Далее будет рассмотрена работа схема наиболее распространённых источника ( см прилагаемую схему) : сетевое напряжение 220В поступает на диодную сборку D1- D4, для этих целей используются любые диоды мощностью до 2A. Сглаживание пульсаций происходит на конденсаторе C1, где концентрируется напряжение порядка 300В. Это напряжение является питанием для импульсного генератора с трансформатором T1 на выходе.

Первоначальное питание для запуска интегральная микросхемы A1 поступает через резистор R1, после чего включается генератор импульсов микросхемы, которая выдает их на вывод 6. Далее импульсы подаются на затвор мощного полевого транзистора VT1 открывая его. Стоковая цепь транзистора подает питание к первичной обмотке импульсного трансформатора Т1. После чего включатся в работу трансформатор и начинается передача импульсов на вторичную обмотку. Импульсы вторичной обмотки 7 – 11 после выпрямления диодом VT6 используется для стабилизации работы микросхемы A1, которая в режиме полной генерации потребляют гораздо больший ток, чем получает по цепи от резистора R1.

В случае неисправности диодов Д6, источник переходит у режиму пульсации, поочередно запуская работу трансформатор и прекращая его, при этом слышен характерный пульсирующий «писк” посмотрим работу схемы в этом режиме.

Питание через R1 и конденсатор C4 запускают генератор микросхемы. После запуска, для нормальной работы требуется более повышенный ток. При неисправности Д6 дополнительного питания на микросхему не поступает, и генерация прекращается, затем процесс повторяется. Если диод Д6 исправен, сразу включает в работу импульсный трансформатор под полную нагрузку. При нормальном запуске генератора на обмотке 14- 18 появляется импульсный ток 12 – 14В (на холостом ходу 15В). После выпрямления диодом V7 и сглаживания импульсов конденсатором C7 и импульсный ток поступает на зажимы батареи.

Ток 100 мА, не вредит активному компоненту, но повышает время восстановления в 3-4 раза, снижая ее время от 30 мин до1 часа. (источник – журнал интернет издание Радиоконструктор 03-2013)

Внимание! Быстрая зарядка без нежелательных последствий для аккумуляторных батарей возможно только от импульсного источника. Некоторые недобросовестные производители, пользуясь рекламой предлагают купить зарядное устройство убийцу для литиевых аккумуляторов. Это произойдет в том случае, если производитель искусственно повысит постоянный зарядный ток в несколько раз от номинала. В этом случае батарея действительно будут заряжаться быстрее, но время работы в эксплуатации сократится примерно втрое и составит один – максимум два года.

Напомним, что номинальный зарядный ток рассчитывается как 0,1 от полной емкости.

Быстрозарядное устройство G4-1H RYOBI ONE+ BCL14181H

Импульсное устройство для литиевых аккумуляторов 18 вольт производства немецкой компании Ryobi, производитель народная республика Китай. Импульсное устройство подходит для литий-ионных , никель кадмиевых 18В. Рассчитана на нормальную эксплуатацию при температуре от 0 до 50 С. Схемное решение обеспечивает два режима питания по напряжению и стабилизации по току. Импульсная подача тока обеспечивает оптимальную подпитку каждой отдельной батарейки.

Устройство выполнено в оригинальном корпусе из ударопрочной пластмассы. Применено принудительное охлаждение от встроенного вентилятора, с автоматическим включением при достижении 40° С .

Характеристики:

Минимальное время заряда 18В при 1,5 А /ч – 60 минут, вес 0,9 кг, габариты: 210 x 86 x 174 мм. Индикация процесса зарядки подсвечивается синим светодиодом, по окончании загорается красный. Имеется диагностика неисправности, которая загорается при неисправности сборки отдельной подсветкой на корпусе.
Питание однофазное 50Гц. 220В. Длина сетевого провода 1,5 метра.

Ремонт зарядной станции

Если случилось так, что изделие перестало выполнять свои функции, лучше всего обратиться в специализированные мастерские, но элементарные неисправности можно устранить своими руками. Что делать если не горит индикатор питания, разберем некоторые простые неисправности на примере станции 12В ДА-10/12ЭР.

Это изделие предназначено для работы с литий-ионными батареями 12В, 1,8А. Изделие выполнено с понижающим трансформатором, преобразование пониженного переменного тока выполняется четырех диодные мостовую схему. Для сглаживания пульсации установлен электролитический конденсатор. Из индикации имеется светодиоды сетевого питания, начала и окончание насыщения.

Итак, если не горит сетевой индикатор. Прежде всего необходимо через сетевую вилку убедится в целостности цепи первичной обмотки трансформатора. Для этого через штыри вилки подключения сетевого питания нужно прозвонить омметром целостность первичной обмотки трансформатора коснувшись щупами прибора за штыри сетевой вилки, если цепь показывает обрыв, тогда нужно осмотреть детали внутри корпуса.

Возможен обрыв предохранителя, обычно это тоненькая проволочка, протянутая в фарфоровом или стеклянном корпусе, сгорающая при перегрузках. Но некоторые фирмы, например, “Интерскол”, для того чтобы предохранить обмотки трансформатора от перегрева устанавливают между витками первичной обмотки тепловой предохранитель, цель которого при достижении температуры 120 – 130° С, разрывать цепь питания сети и, к сожалению, ее уже после разрыва не восстанавливает.

Обычно предохранитель находится под покровной бумажной изоляцией первичной обмотки, после вскрытия которой, можно легко обнаружить эту деталь. Чтобы снова привести схему в рабочее состояние, можно, просто спаять концы обмотки в одно целое, но нужно помнить – трансформатор остается без защиты от короткого замыкания и лучше всего вместо теплового установить обычный сетевой предохранитель.

Если цепь первичной обмотки целая, прозванивается вторичная обмотка и диоды моста. Для прозвонки диодов лучше выпаять один конец из схемы и проверить диод омметром. При подсоединении концов к выводам поочередно щупов в одну сторону, диод должен показывать обрыв, в другую, короткое замыкание.

Таким образом необходимо проверить все четыре диода. И, если, уж, мы залезли в схему, тогда лучше всего сразу поменять конденсатор, потому, что диоды обычно перегружаются по причине высовшего электролита в конденсаторе.

Далее можно проверить все соединения на плате с помощью увеличительного стекла.

Если это не помогло, то лучше всего обратиться к специалисту в сервисную компанию.

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

+7(499)403 39 91

zakaz@themechanic. ru

Доставка подшипников по РФ и зарубежью.

Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+7 (495) 128 22 34
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

themechanic.ru

Внимание покупателей подшипников

themechanic.ru

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта.

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы «Интерскол».

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45°С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45°С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.

В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он «звонился» как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на «пробой» можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.

После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор «Сеть» (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем «контрольный» замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.

Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Устройство химических источников тока (батарейки).
Герметичные кислотно-свинцовые аккумуляторы.
Как проверить диод мультиметром?

Зарядное устройство интерскол 18в схема

Схема, устройство, ремонт

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта .

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

Читать также: Деревообрабатывающий станок jet с самым мощным двигателем

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Схемы зарядных устройств для шуруповертов

Стандартная схема зарядного устройства для шуруповёртов на 18 вольт

Практически все шуруповёрты работают от аккумуляторов. Средняя ёмкость аккумулятора — 12 мАч. А для того, чтобы он всегда находился в рабочем состоянии, нужна постоянная подзарядка. Для этого необходимо зарядное устройство, характерное для каждого типа аккумуляторов. Однако они сильно различаются по своим характеристикам.

Стандартная электросхема зарядного устройства
Принципиальная схема
Конструкция аккумуляторного устройства для шуруповёрта
Стандартные и индивидуальные характеристики зарядного устройства

Стандартная электросхема зарядного устройства

Основой стандартной схемы является микросхема трехканального типа. В этом варианте на микросхеме крепятся четыре транзистора, сильно отличающихся по ёмкости и высокочастотные конденсаторы (импульсные или переходные). Для стабилизации тока используются тиристоры или тетроды открытого типа. Проводимость тока регулируется дипольными фильтрами. Эта электрическая схема легко справляется с сетевыми перегрузками.

Принципиальная схема

Предназначение электроинструментов в первую очередь в том, чтобы сделать наш повседневный труд менее утомительным и рутинным. В домашнем быту незаменимым помощником в ремонте или разборке (сборке) мебели и прочих предметов домашнего обихода является шуруповёрт. Автономное питание шуруповёрта делает его более мобильным и удобным в использовании. Зарядное устройство является источником питания для любого аккумуляторного электроинструмента, в том числе и шуруповёрта. Для примера познакомимся с устройством и принципиальной схемой.

Для принципиальных схем зарядных устройств шуруповёртов на 18 В используются транзисторы переходного типа несколько конденсаторов и тетрод с диодным мостом. Частотную стабилизацию осуществляет сеточный триггер. Проводимость тока зарядки на 18 В обычно составляет 5,4 мкА. Иногда, для улучшения проводимости, применяют хроматические резисторы. Ёмкость конденсаторов, в этом случае, не должна быть выше 15 пФ.

Зарядные устройства марки «Интерскол» используют трансиверы с повышенной проводимостью. Их максимальная токовая нагрузка доходит до 6 А, а в новых моделях и выше. В стандартном зарядном устройстве шуруповёрта «Интерскол» используется двухканальная микросхема, конденсаторы на 3 пФ, импульсные транзисторы и тетроды открытого типа. Проводимость тока достигает 6 мкА, при средней энергоёмкости аккумулятора 12 мАч.
Довольно часто российский использует схему зарядки аккумулятора с транзисторами типа IRLML 2230. В этом случае в зарядных устройствах на 18 В применяют микросхему трёхканального типа и конденсаторы с ёмкостью 2 пФ, которые хорошо переносят сетевые нагрузки. Показатель проводимости при этом достигает 4 мкА. При выборе шуруповёрта нужно учитывать его мощность, которая влияет на его срок эксплуатации. Чем выше показатель мощности, тем дольше проработает инструмент.

Элементы блока питания

Аккумулятор является самой дорогостоящей частью шуруповёрта и составляет примерно 70% от всей стоимости инструмента. При выходе его из строя придётся тратиться на приобретение практически нового шуруповёрта. Но если есть определённые навыки и знания вы можете самостоятельно исправить поломку. Для этого нужны определённые знания об особенностях и строении аккумулятора или зарядного устройства.

Все элементы шуруповёрта, как правило, имеют стандартные характеристики и размеры. Их основным отличием является величина энергоёмкости, которая измеряется в А/ч (ампер/час). Ёмкость указывают на каждом элементе блока питания (их называют «банками»).

Мультиметр или лампа на 12 В подскажет, какой именно элемент неисправен. Для этого нужно поставить аккумулятор заряжаться до полной его зарядки. После чего разберите корпус и измерьте напряжение всех элементов цепи. Если напряжение «банок» ниже номинального, то нужно пометить их маркером. Затем соберите аккумулятор и дайте ему поработать до тех пор, пока его мощность заметно упадёт. После этого разберите снова и замерьте напряжение помеченных «банок». Проседание напряжения на них должно быть наиболее заметным. Если разница составляет 0,5 В и выше, а элемент работает, то это говорит о его скором выходе из строя. Такие элементы необходимо заменить.

С помощью лампы на 12 В можно также определить неисправные элементы цепи. Для этого нужно полностью заряженный и разобранный аккумулятор подключить к контактам плюс и минус на лампу 12 В. Нагрузка, созданная лампой, будет разряжать аккумуляторную батарею. После чего замерьте участки цепи и определите неисправные звенья. Ремонт (восстановление или замену) можно произвести двумя способами.

Неисправный элемент обрезается и паяльником припаивается новый. Это касается литий — ионных батарей. Так как восстановить их работу не представляется возможным.

Замена необходимых элементов цепи

Для ремонта аккумулятора для шуруповёрта потребуется запасная аккумуляторная батарея,

Зарядное устройство для шуруповерта «Интерскол»

Силовую часть шуроповерта представляет силовой трансформатор типа GS-1415 рассчитанный на мощность twenty five Ватт.

Со вторичной обмотки трансформатора снимается пониженное переменное напряжение номиналом 18В оно следует на диодный мост из four диодов VD1-VD4 типа 1N5408, через плавкий предохранитель. Диодный мост. Кто полупроводниковый элемент 1N5408 рассчитан на прямой ток до трех ампер. Электролитическая емкость C1 сглаживает пульсации появляющиеся в схеме после диодного моста.

Читать также: Заправка газовых баллонов московской области на карте

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта Схема, устройство, ремонт — Radiodvor.com

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием. Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта .

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт.

Основа схемы управления — микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитной реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда — около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 — 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена — отключена от источника питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 — 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемомуметоду дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Также могут иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE).

Шуруповерт зарядка. Ремонт зарядного устройства шуруповерта Интерскол eighteen В. Своими руками.

Ремонт зарядного

устройства для
шуруповерта Интерскол
eighteen В.
Шуруповерт зарядка
. Не заряжается аккумулятор.

При нажатии кнопки «Пуск» реле замыкает свои контакты, и начинается процесс заряда батареи. Загорается красный светодиод. Через час, реле своими контактами рвет цепь шуроповерта. Загорается зеленый светодиод, а красный тухнет.

Термоконтакт отслеживает температуру батареи и разрывает цепь заряда, если температура выше 45°. Если такое случается раньше чем схема таймера отработает, это говорит об присутствии «».

Схема зарядного устройства для шуруповерта

Усовершенствование схемы шуруповерта Skil 2301

Валялся в кладовке шуруповерт ровно 3 года по причине плохой работы, модель Skil 2301, точней малой работы по времени, минут 5…10 и всё, не крутит, грешил на паршивые аккумуляторы, проверил исправны, потом выясняется, что всему виной зарядка, написанные 400мА на БП отсутствуют, сэкономили медь в трансформаторе, поэтому был не до заряд.

Схема родной зарядки.

Задача сделать зарядное устройство на специализированной микросхеме, которая бы контролировала заряд.

Выбор пал на MAX713 более чем доступна и не дорогая.

Ни один ремонт не обходится без дрели. Этот электрический прибор питается от сети или батареи. Если для работ выбрана аккумуляторная дрель, для нее понадобится еще и зарядное устройство. Его продают в комплекте с устройством. Однако и такой элемент рано или поздно выходит из строя. Чтобы не случилось досадного обстоятельства, следует изучить конструкционные возможности и описание зарядок. Особенно стоит познакомиться со схемой зарядного устройства дрели-шуруповерта. Это поможет узнать, как правильно его отремонтировать.

Виды зарядных устройств

Существует множество разновидностей приборов для зарядки аккумуляторных дрелей. Они отличаются ценой, принципом работы и особенностями ремонта. Каждый из видов шуруповертов следует рассмотреть подробнее.

Аналоговые устройства со встроенным блоком питания

Такие приборы довольно популярны благодаря невысокой стоимости. Если дрель не будет использована в профессиональных целях, не стоит делать упор на продолжительность работы. Главное условие, которому должен отвечать самый простой зарядник – он должен обеспечивать достаточную токовую нагрузку для зарядки батареи шуруповерта.

Важно! Для начала заряда необходимо, чтобы напряжение на выходе блок питания оказалось выше, чем номинальный показатель батареи прибора.

Работа аналогового устройства с блоком питания осуществляется довольно просто. Такой зарядник эксплуатируется, как стабилизатор. Для примера необходимо рассмотреть схему зарядного устройства для батареи от 9 до 11 В. Не имеет значения, батарея какого типа используется. Аккумуляторные дрели-шуруповерты довольно распространены среди домашних мастеров, поэтому знание особенностей их ремонта пригодится каждому.

Такой блок питания многие домашние мастера собирают своими руками. Спаивание схемы можно провести только на универсальной плате. Чтобы обеспечить рассеивание тепла, микросхемы стабилизатора, необходимо найти радиатор из меди 20 кв. см площади.

Внимание! Стабилизаторы эксплуатируются по компенсационному принципу. Лишнюю энергию можно отвести в виде тепла.

Благодаря выходному трансформатору понижается переменное напряжение с 220 В до 20 В. Рассчитать, какой будет мощность трансформатора, можно по току напряжения на выходе зарядки. Выпрямление переменного тока осуществляется диодным мостом.

После выпрямления ток оказывается пульсирующим. Однако такая особенность тока негативно сказывается на функционировании схемы. Пульсации можно сгладить фильтрующим конденсатором (C1). В качестве стабилизатора используется микросхема КР 142ЕН. Радиолюбители называют ее «кренка». Чтобы получилось напряжение 12 В, необходимо иметь микросхему с индексом 8Б. Управление собирается на транзисторе VT2. Кроме того, используются подстроечные резисторы. Автоматика на такие приборы не устанавливается. Как долго будет заряжаться аккумулятор, зависит от пользователя. Чтобы контролировать заряд, собирается довольно простая схема на транзисторе VT1. В схеме присутствует и диод VD2. Когда будет достигнуто напряжение заряда, индикатор угасает.

В более современных системах имеется коммутатор. Благодаря ему отключается напряжение по окончании заряда. При покупке дешевого шуруповерта с ним в комплекте идет простой зарядник. Это объясняет, почему такие устройства ломаются очень часто. При покупке такого шуруповерта потребитель рискует остаться с новым, но нерабочим прибором. Однако зарядное устройство легко собрать своими руками. Главное – иметь схему.

Самодельный прибор может прослужить намного дольше покупного. Чтобы подобрать значение батареи дрели-шуруповерта, понадобится опытным путем настроить трансформатор и стабилизатор.

Аналоговые устройства с внешним блоком питания

Сама схема зарядного устройства довольно проста. В комплекте с таким прибором идет сетевой блок питания и зарядник. Не имеет смысла осматривать блока питания. Его схема отличается стандартным исполнением. Она включает диодный мост, трансформатор, выпрямитель и конденсаторный фильтр. Обычно на выходе имеется 18 В.

Управление осуществляется с помощью небольшой платы, которая имеет размеры спичечного коробка. Такие сборки не имеют теплоотводной системы. По этой причине такие устройства быстро выходят из строя. Поэтому пользователи часто интересуются, как зарядить аккумуляторную дрель-шуруповерт без зарядника.

Решить эту проблему можно довольно просто:

Одним из главных условий является наличие источника питания. При исправной работе «родного» блока можно создать простую схему управления. Если весь комплект вышел из строя, может быть использован блок питания от ноутбука. На выходе получаются нужные 18 В. Такой источник может обладать мощностью, которой хватит для любого аккумулятора.
Вторым условием служит умение собирать электросхемы. Детали обычно выпаиваются из старых бытовых приборов. Кроме того, большинство из них продается на радиорынке.

Блок управления должен иметь схему, как на фото:

На вход устанавливается стабилитрон 18 В. Схема, которой будет управляться зарядник, работает на транзисторе КТ817. Чтобы обеспечить усиление, устанавливается транзистор КТ818. При этом он оборудуется радиатором для отвода тепла. В зависимости от того, какой будет ток заряда, на нем может рассеиваться до 10 Вт. Необходимо, чтобы радиатор обладал требуемой площадью – от 30 до 40 кв. см.

Ненадежность китайских аккумуляторов объясняется экономией . Чтобы установить точный ток заряда, следует иметь подстроечник 1 Ком. На выходе устанавливается резистор 4,7 Ом. Он также должен обеспечивать достаточное рассеивание тепла. Выдаваемая мощность не превышает 5Вт.

Собранная схема довольно просто размещается в корпусе стандартной зарядки. Радиатор необязательно выносить. Главное – чтобы внутри корпуса была достаточная циркуляция воздуха. Блок питания от ноутбука при этом по-прежнему используется согласно своему предназначению.

Важно! Одним из главных минусов аналоговых зарядных устройств является длительный процесс заряда. В случае с бытовой аккумуляторной дрелью-шуруповертом это не страшно. На простые работы его хватает. Достаточно поставить его заряжаться в ночь перед работами. Простая китайская батарея в шуруповерте обычно держится от 3 до 5 часов работы.

Типовые неисправности зарядного устройства шуруповерта

Со временем из-за износа кнопка «Пуск» глюченно срабатывает, а иногда и не работает совсем. Также в моей практике вылетал стабилитрон 1N4742A и микросхемы HCF4060BE. Если схема ЗУ исправна и не вызывают подозрения, а заряда не начинается, то необходимо проверить термовыключатель в аккумуляторном блоке, аккуратно разобрав его.

Основой конструкции является регулируемый стабилизатор положительного напряжения. Он допускает работу с током нагрузки до 1,5А, которого вполне достаточно для заряда аккумуляторов.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУРУПОВЁРТА

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУРУПОВЁРТА

Недавно приобрёл недорогой китайский шуруповёрт и в процессе эксплуатации почти сразу заметил слабое звено: зарядное устройство. И не удивительно, ведь трансформатор с простым выпрямителем, что стоял внутри, при повышенном напряжении в сети 220 В заметно грелся, а при пониженном зарядка шла очень медленно. Пришлось потратить один вечер и заменить штатное зарядное устройство от шуруповёрта на самодельное новое, с использованием составного транзистора КТ829.

Схема не оригинальна и была уже повторена многими людьми. Работает устройство так: зарядный ток через аккумулятор, в зависимости от напряжения на нём, регулируется транзистором КТ361, коллекторным напряжением которого управляется индикатор заряда, и который управляет составным транзистором. По мере зарядки, ток заряда уменьшается и светодиод постепенно гаснет.

Резистор на 1 Ом ограничивает максимальный зарядный ток. Момент полного заряда батареи и уменьшение зарядного тока до нуля, определяет необходимое напряжение на ней. Надо устанавливать порог заряда немногим больше чем тот, при котором обеспечивается зарядка до максимума ёмкости. Этот порог устанавливается переменным резистором и впоследствии он заменяется на постоянный, аналогичного сопротивления. Трансформатор ТП-20-14 был использован от маленького чёрно-белого телевизора «электроника-409» с напряжением вторички 9 В и током 1 А.

Готовое зарядное устройство для шуруповёрта помещают в любой подходящий по габаритам пластмассовый корпус. От нового улучшенного устройства, шуруповёрт стал заряжаться быстро и надёжно, работа в течении года не выявила никаких сбоев и недостатков. А если вам требуется схема серьёзного промышленного зарядного устройства для шуруповёрта, смотрите рисунок ниже:

Материал предоставил: ZU77

ФОРУМ по зарядным устройствам.

Схемы зарядных устройств

Создание схемы USB-зарядного устройства

В этом проекте мы собираемся сделать схему USB-зарядного устройства из простых деталей, которые есть у нас дома. Цепь зарядного устройства USB выдает регулируемое напряжение 5 В, которое можно использовать для питания USB-устройств или даже для зарядки мобильных телефонов и других устройств.

Мы пройдем через эту сборку в 4 этапа:

Понижение напряжения — Первое, что нам нужно сделать, это понизить напряжение со 120 вольт переменного тока до чего-то достаточно низкого, с чем мы сможем работать. В нашем случае мы понизим напряжение до 12 вольт переменного тока.
Rectification — После понижения напряжения до 12 вольт переменного тока нам необходимо преобразовать его в постоянный или постоянный ток. Мы сделаем это, построив очень простую схему двухполупериодного мостового выпрямителя.
Фильтрация — Мы хотим убедиться, что эта схема работает стабильно и не создает пульсации. Мы добавим несколько конденсаторов, чтобы решить эту проблему.
Регулирование напряжения . Наконец, мы хотим, чтобы наша схема выдавала постоянное напряжение, даже если питание от сети нестабильно. Кроме того, нам нужно понизить напряжение с 12 В до 5 В. Мы сделаем это с помощью стабилизатора напряжения LM7805 и радиатора.

Если вы новичок в электронике, у нас есть множество ресурсов, которые помогут вам начать работу. По мере прохождения этого руководства мы будем связывать довольно много дополнительных ресурсов на случай, если вам понадобится помощь. Вы можете начать с нашего руководства под названием «Что такое напряжение?» Еще один отличный способ понизить напряжение для небольших нагрузок — использовать делитель напряжения.

СВЯЗАННЫЕ: Калькулятор делителя напряжения

Список деталей для этого проекта

Вот список деталей han dy для этого проекта, который поможет вам начать работу:

Понижающий трансформатор 120–12 В
1N4002 выпрямительные диоды
Регулятор напряжения LM7805
Радиаторы для регулятора
Электролитический конденсатор 10 мкФ (x2)
Керамический конденсатор 0,1 мкФ
Макет
Макетные провода
USB-кабель

Вас также может заинтересовать наше руководство по покупке первого мультиметра и выбору осциллографа.

Еще одна вещь, которую вы, возможно, захотите рассмотреть, в зависимости от характера вашего проекта, это то, что существуют более эффективные схемы для схем USB-зарядных устройств, которые используют полупроводники и переключатели. Я решил не использовать их для этого проекта, потому что 1) у меня их не было в моей корзине запчастей и 2) их было бы намного сложнее понять. Этот урок посвящен изучению основ того, как это работает.

Обучающее видео по схеме USB-зарядного устройства

Схема и диаграмма

Ниже приведена принципиальная схема и схема соединений в стиле Fritzing, которая поможет вам собрать эту схему.

Понижение напряжения

Первое, что нам нужно сделать, это преобразовать нашу стенную розетку или сетевое напряжение в что-то, что безопасно для нас, людей, и что-то в диапазоне, с которым могут работать наши компоненты. Для этого потребуется понижающий трансформатор. Тот, который мы собираемся использовать, преобразует 120 В переменного тока в 12 В переменного тока. Если вы живете в других странах, где стандартное напряжение составляет 220 В переменного тока, единственное, что вам нужно будет изменить в этом проекте, — это трансформатор.

Я использовал этот трансформатор 120 В на 12 В, который лежал у меня в мусорном ведре. Он рассчитан на ток до 2 ампер.

Следует отметить, что вы также можете использовать трансформатор от 120 В до 24 В или от 120 В до 9 В. Важно убедиться, что входная сторона стабилизатора напряжения может работать с любым входным напряжением. В моем случае я использую LM7805, который поддерживает входное напряжение от 8 до 25 В.

Чем ближе вы будете к этому меньшему числу, тем эффективнее будет ваша схема.

Выпрямление

После понижения напряжения до 12 В мы находимся на хорошей территории, но мы все еще на переменном токе. Наша схема зарядного устройства USB должна быть постоянного тока! Для этого мы построим схему двухполупериодного мостового выпрямителя.

Выпрямление удаляет отрицательную часть сигнала переменного тока. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя построена с использованием четырех диодов. Как известно, диоды пропускают ток только в одном направлении. В первом полупериоде сигнала переменного тока диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении, а диоды D1 и D4 смещены в обратном направлении. Во втором полупериоде сигнала переменного тока диоды D1 и D4 смещены в прямом направлении, а диоды D2 и D3 смещены в обратном направлении.

Проще говоря, во время этого процесса происходит преобразование отрицательной части сигнала в положительную!

СВЯЗАННЫЕ: Как работают диоды

Однако, в конце концов, это все еще не цепь постоянного тока и недостаточно чистая, чтобы питать наши USB-устройства. Нам нужно сделать еще пару вещей.

Еще одно замечание, прежде чем мы двинемся дальше. Вы можете купить готовые мостовые выпрямители. Но я думаю, что каждому важно создать свой собственный хотя бы раз, чтобы они могли узнать, как они работают. Готовые выпрямители в конечном итоге представляют собой не что иное, как диоды в одном корпусе.

Фильтрация

Нам нужно сгладить эту форму волны в истинный постоянный ток, так как мы все еще не совсем на территории истинного постоянного тока со всей этой рябью в нашей волне.

Мы решим это, добавив в схему фильтрующие конденсаторы. Эти колпачки фильтра устанавливаются с обеих сторон регулятора напряжения. Они будут заряжаться до тех пор, пока колебания не достигнут своего пика, а затем, когда колебания уменьшатся, конденсаторы разрядятся в цепь, сгладив колебания и создав постоянный ток.

Это очень простое решение.

Регулировка напряжения

Мы почти закончили сборку нашей схемы зарядного устройства USB! Последнее, что нам нужно сделать, это добавить стабилизатор напряжения, чтобы поддерживать стабильное напряжение на уровне 5 В для наших USB-устройств.

Без регулировки напряжения наши 5 В могут повышаться или понижаться при изменении входного переменного тока. Это может произойти, если произошел скачок напряжения или отключение питания. Это может иметь катастрофические последствия для устройства, которое мы собираемся запитать.

СВЯЗАННЫЕ: Как работают регуляторы напряжения

Регулятор напряжения также решает для нас еще одну проблему. Он снижает 12 вольт, которые мы получаем от трансформатора, до 5 вольт. Регуляторы напряжения обычно могут работать с широким диапазоном переменных входных напряжений. LM7805, который я выбрал, может работать от 8 до 25 вольт на входе. Чем ближе выход вашего трансформатора к меньшему числу на вашем регуляторе, тем выше будет эффективность и тем меньше тепла будет производить регулятор напряжения.

Как вы сейчас видите на осциллографе, у нас есть вполне стабильные 5 вольт для потребления нашими устройствами (5,96 без какой-либо нагрузки на схему — это нормально).

СВЯЗАННЫЕ: Учебное пособие по осциллографу

Некоторые заключительные мысли об этой схеме зарядного устройства USB

Есть некоторые заключительные мысли, которыми я хотел бы поделиться с вами об этой схеме зарядного устройства USB и ее конструкции.

Это не самая эффективная конструкция для USB-зарядного устройства! Ага. Вот так. Существуют гораздо более эффективные конструкции, в которых используются полупроводники и методы переключения. Однако эти схемы почти подобны волшебству, и они не очень хорошо служат цели обучения. Вся цель этого руководства по схеме состояла в том, чтобы показать шаги, которые необходимо выполнить, чтобы преобразовать сетевой переменный ток в регулируемое 5 вольт, которое может потреблять USB-устройство. Демонстрация микросхемы с двумя входными и двумя выходными проводами мало чему учит.

Руководство по зарядке аккумуляторов через USB | Maxim Integrated

Описание

Спецификация интерфейса USB включает возможность питания устройств. Этот прогрессивный переход от последовательных и параллельных портов прошлого позволяет значительно увеличить разнообразие устройств, которые можно удобно подключить к ПК.

Одним из способов использования питания USB является зарядка аккумулятора. Поскольку многие портативные устройства, такие как MP3-плееры и КПК, обмениваются информацией с ПК, удобство устройства значительно повышается, если зарядка аккумулятора и обмен данными происходят одновременно и по одному кабелю. Сочетание функций USB и питания от батареи приводит к появлению целого ряда «непривязанных» устройств, таких как съемные веб-камеры, которые работают независимо от того, подключены они к ПК или нет. Во многих случаях больше нет необходимости включать неудобный адаптер переменного тока или «настенную бородавку».

Зарядка аккумулятора от USB может быть сложной или простой, в зависимости от требований USB-устройства. Влияние дизайна выходит за рамки типичного хора «стоимости», «размера» и «веса». Другие ключевые соображения включают: 1) как быстро устройство с разряженной батареей должно работать с полной функциональностью при подключении к порту USB; 2) время, которое может быть отведено на зарядку аккумулятора; 3) бюджетирование мощности в пределах USB; и 4) необходимость включения зарядки от адаптера переменного тока. Эти проблемы и их решения будут рассмотрены после некоторого обсуждения USB с точки зрения питания.

USB Power

Все хост-устройства USB, такие как ПК и ноутбуки, могут подавать ток не менее 500 мА или пять «единичных нагрузок» на разъем USB. В терминологии USB «нагрузка на одну единицу» составляет 100 мА. USB-концентраторы с автономным питанием также могут питать пять единичных нагрузок. USB-концентраторы с питанием от шины гарантированно обеспечивают только 1 единицу нагрузки (100 мА). Согласно спецификации USB, как показано на рис. 1 , минимальное доступное напряжение от хоста USB или концентратора с питанием на периферийном конце кабеля составляет 4,5 В, а минимальное напряжение от концентратора с питанием от шины USB составляет 4,35 В. . Эти напряжения обеспечивают очень небольшой запас при зарядке литиевых батарей, для которых обычно требуется 4,2 В, что делает отключение зарядного устройства чрезвычайно важным.

Рис. 1. Падение напряжения USB (из спецификации универсальной последовательной шины, версия 2. 0).

Все устройства, подключаемые к USB-порту, должны потреблять не более 100 мА. После связи с хостом устройство может определить, может ли оно принять полные 500 мА.

Периферийные устройства USB содержат одну из двух розеток. Оба они меньше, чем разъемы на ПК и других USB-хостах. Розетки серии B и меньшего размера серии Mini-B показаны на 9.0167 Рисунок 2 . Питание подается с контактов 1 (+5 В) и 4 (земля) на серии B и с контактов 1 (+5 В) и 5 (земля) на серии Mini-B.

Рис. 2. Эти разъемы для периферийных устройств USB отличаются от больших четырехконтактных разъемов на хостах и концентраторах. Показаны контакты для подключения питания и данных.

После подключения все USB-устройства должны идентифицировать себя для хоста. Это называется «перечисление». Из этого правила есть практические исключения, которые обсуждаются в конце этой статьи. В процессе идентификации хост определяет потребности в питании USB-устройств и дает или отказывает устройству в разрешении увеличить нагрузку со 100 мА до 500 мА.

Простая зарядка адаптера USB/переменного тока

Некоторые очень простые устройства не требуют программных накладных расходов, необходимых для сортировки и оптимизации использования доступной мощности USB. Если ток нагрузки устройства ограничен 100 мА (на языке USB это называется «нагрузка на одну единицу»), любой USB-хост, концентратор с автономным питанием или концентратор с питанием от шины может питать устройство. Для таких конструкций очень простая схема зарядного устройства и регулятора показана на , рис. 3 .

Рис. 3. При простой зарядке током 100 мА от USB и током 350 мА от адаптера переменного тока нумерация зарядного устройства не требуется, поскольку ток зарядки от USB не превышает «единичную нагрузку» (100 мА). Системная нагрузка 3,3 В всегда потребляется от аккумулятора.

Эта схема заряжает аккумулятор каждый раз, когда устройство подключено к USB-порту или подключено к адаптеру переменного тока. В то же время системная нагрузка всегда подключена к аккумулятору, в данном случае через простой линейный регулятор (U2), который может выдавать до 200 мА. Если система постоянно потребляет такое количество тока, пока аккумулятор заряжается током 100 мА от USB, аккумулятор все равно будет разряжаться, поскольку ток нагрузки превышает ток заряда. В большинстве небольших систем пиковые нагрузки возникают только в течение части общего времени работы, поэтому, пока средний ток нагрузки меньше зарядного тока, батарея все равно будет заряжаться. Когда адаптер переменного тока подключен, максимальный ток зарядного устройства (U1) увеличивается до 350 мА. Если USB и адаптер переменного тока подключены одновременно, адаптер переменного тока автоматически получает приоритет.

Одной из характеристик U1, требуемой спецификацией USB (но также полезной для зарядных устройств в целом), является то, что ток никогда не может течь обратно к входу питания ни от батареи, ни от другого источника питания. В обычных зарядных устройствах это можно гарантировать с помощью входных диодов, но небольшая разница между минимальным напряжением USB (4,35 В) и требуемым напряжением литиевой батареи (4,2 В) делает неподходящими даже диоды Шоттки. По этой причине все пути обратного тока заблокированы внутри микросхемы U1.

Схема на рис. 3 имеет ограничения, которые могут сделать ее непригодной для некоторых перезаряжаемых USB-устройств. Наиболее очевидным является относительно низкий зарядный ток, что приводит к длительному времени зарядки, если емкость литий-ионного аккумулятора превышает несколько сотен мА-часов. Второе ограничение связано с тем, что нагрузка (вход линейного регулятора) всегда подключена к аккумулятору. В этом случае система может не работать сразу после подключения к сети, если батарея сильно разряжена, поскольку может возникнуть задержка, прежде чем батарея достигнет достаточного напряжения для работы системы.

Переключение нагрузки и другие улучшения

В более продвинутых системах часто требуется ряд усовершенствований в зарядном устройстве или рядом с ним. Они могут включать выбор тока заряда в соответствии с током источника (USB или адаптера переменного тока) или аккумулятора, переключение нагрузки при подключении питания и защиту от перенапряжения. Схема на рис. 4 добавляет некоторые из этих функций с помощью внешних полевых МОП-транзисторов, управляемых детекторами напряжения в ИС зарядного устройства.

Рис. 4. Мощные МОП-транзисторы SOT-23 имеют дополнительные полезные функции, такие как защита от перенапряжения и отключение батареи при подаче внешнего питания. Активный источник питания управляет системой напрямую, в то время как батарея заряжается без нагрузки.

МОП-транзисторы Q1 и Q2, а также диоды D1 и D2 шунтируют батарею и подключают активный (USB или адаптер переменного тока) вход питания непосредственно к нагрузке. Когда вход питания действителен, его выход монитора (UOK\ или DCOK\) становится низким, чтобы включить соответствующий МОП-транзистор. Когда оба входа действительны, вход постоянного тока имеет приоритет; U1 предотвращает одновременную активацию обоих входов. Диоды D1 и D2 предотвращают протекание обратного тока между входами через цепь питания «Системная нагрузка», в то время как зарядное устройство имеет встроенную схему для предотвращения обратного тока через цепь зарядки (в BATT).

MOSFET Q2 также обеспечивает защиту адаптера переменного тока от перенапряжения до 18 В. Монитор пониженного/повышенного напряжения (при постоянном токе) позволяет заряжать только при напряжении адаптера переменного тока от 4 В до 6,25 В.

Последний полевой МОП-транзистор, Q3, включается для подключения батареи к нагрузке при отсутствии действительного внешнего питания. При подключении питания USB или постоянного тока выход Power On (PON) немедленно отключает Q3, чтобы отключить аккумулятор от нагрузки. Это позволяет системе немедленно начать работу при подаче внешнего питания, даже если батарея сильно разряжена или повреждена.

При подключении USB устройство USB связывается с хостом, чтобы определить, можно ли увеличить ток нагрузки. Нагрузка начинается с одной единицы нагрузки и увеличивается до пяти единиц нагрузки, если это позволяет хост. Этот диапазон тока 5 к 1 может быть проблематичным для обычных зарядных устройств (не предназначенных для USB). Проблема заключается в том, что точность тока обычных зарядных устройств, хотя и адекватная при высоком токе, обычно страдает при настройке низкого тока из-за смещений в схеме измерения тока. В результате может оказаться, что зарядный ток нижнего диапазона (для одной единицы нагрузки) может быть установлен слишком низким, чтобы его можно было использовать, чтобы быть уверенным, что он никогда не превысит предел 100 мА. Например, с точностью 10 % при 500 мА выход должен быть установлен на 450 мА, чтобы гарантировать, что он никогда не превысит 500 мА. Это само по себе приемлемо; однако, чтобы гарантировать, что ток заряда низкого диапазона не превышает 100 мА, номинальный ток должен быть установлен на уровне 50 мА, а минимальный тогда может быть 0 мА, что явно неприемлемо. Если зарядка через USB должна быть эффективной в обоих диапазонах, необходима достаточная точность, чтобы обеспечить максимально возможный типичный зарядный ток без превышения ограничений USB.

В некоторых конструкциях требования к питанию системы таковы, что нецелесообразно отдельно питать нагрузку и заряжать аккумулятор с бюджетом менее 500 мА USB, но сделать это от адаптера переменного тока не проблема. Соединение на Рисунок 5 , упрощенное подмножество Рисунка 4, делает это экономичным способом. Питание USB не направляется напрямую на нагрузку. И зарядка, и работа системы по-прежнему происходят от питания USB, но система остается подключенной к аккумулятору. Ограничение такое же, как на рис. 3: если батарея сильно разряжена при подключении USB, может возникнуть задержка перед тем, как система сможет работать. Но если питание постоянного тока подключено, рис. 5 работает так же, как рис. 4, без ожидания, независимо от состояния батареи, поскольку Q2 отключается, передавая системную нагрузку от батареи на вход постоянного тока через D1.

Рис. 5. Упрощенная конструкция не передает питание USB непосредственно на нагрузку, а передает его на вход постоянного тока. При подключении USB система все равно питается, но от аккумулятора при этом еще и заряжается.

Никель-металлогидридная зарядка

Несмотря на то, что литий-ионные батареи обеспечивают наилучшую производительность для большинства портативных информационных устройств, никель-металлогидридные (NiMH) элементы по-прежнему могут быть жизнеспособным выбором в конструкциях с минимальной стоимостью. Хороший способ снизить затраты, когда требования к нагрузке не слишком строгие, — это использовать один элемент NiMH. Для этого требуется преобразователь постоянного тока в постоянный, чтобы повысить обычное напряжение ячейки 1,3 В до уровня, который может использовать устройство (обычно 3,3 В). Поскольку для любого устройства с батарейным питанием необходим какой-либо тип регулятора, преобразователь постоянного тока на самом деле является просто другим, а не дополнительным регулятором.

Соединение в Рис. 6 использует необычный подход для зарядки NiMH-элемента и переключения нагрузки системы между входом USB и аккумулятором без внешних полевых транзисторов. «Зарядное устройство» на самом деле представляет собой понижающий преобразователь постоянного тока (U1), работающий в режиме ограничения тока. Он заряжает аккумулятор от 300 до 400 мА. Хотя это и не точный источник тока, он имеет адекватный контроль тока для этой цели и способен поддерживать контроль тока даже в короткозамкнутой ячейке. Большим преимуществом топологии зарядки DC-DC по сравнению с более распространенными линейными схемами является эффективное использование ограниченного ресурса питания USB. При зарядке одного элемента NiMH током 400 мА схема потребляет всего 150 мА от входа USB. Это оставляет 350 мА для использования системой во время зарядки.

Рис. 6. Простая система заряда/питания NiMH автоматически передает питание на USB без сложной матрицы переключателей MOSFET.

Переключение нагрузки с аккумулятора на USB осуществляется с помощью диода или (D1) питания USB с выходом повышающего преобразователя. При отключении USB повышающий преобразователь выдает на выходе 3,3В. При подключении USB D1 увеличивает выходное напряжение повышающего преобразователя постоянного тока (U2) примерно до 4,7 В. Когда выход U2 подтягивается таким образом, он автоматически выключается и потребляет менее 1 мкА от батареи. Если сдвиг выхода с 3,3В на выход 4,7В при подключении USB неприемлем, то последовательно с D1 можно поставить линейный стабилизатор.

Ограничение этой схемы заключается в том, что она полагается на систему для контроля окончания зарядки. U1 действует только как источник тока и перезаряжает элемент, если оставить его включенным на неопределенный срок. R1 и R2 устанавливают максимальное выходное напряжение U1 на уровне 2 В в качестве безопасного предела. Вход «Разрешить зарядку» функционирует как средство прекращения зарядки системой и как способ уменьшить ток нагрузки USB перед подсчетом, если это необходимо, поскольку входной ток зарядного устройства 150 мА превышает нагрузку более чем на одну единицу.

Что ваша мама не рассказала вам о USB

Любому стандарту интересно наблюдать, как реальная практика расходится с печатной спецификацией или как обретают форму неопределенные части спецификации. Хотя USB, без сомнения, является одним из наиболее продуманных, надежных и полезных стандартов за последнее время, он не застрахован от влияния реального мира. Ниже приведены некоторые наблюдаемые характеристики USB, которые могут быть неочевидными, но могут повлиять на схему питания:

Порты USB НЕ ограничивают ток. Хотя в спецификации USB содержится подробная информация о том, какой ток должен обеспечивать порт USB, существуют ограничения на то, какой ток он может подавать. Хотя верхний предел указывает, что ток никогда не превышает 5А, но мудрый проектировщик не должен полагаться на это. В любом случае нельзя рассчитывать, что порт USB ограничит выходной ток до 500 мА или около того. Фактически, выходной ток порта часто превышает несколько ампер, поскольку многопортовые системы (например, ПК) часто имеют только одно защитное устройство для всех портов в системе. Защитное устройство установлено выше ОБЩЕЙ номинальной мощности всех портов. Таким образом, четырехпортовая система может подавать более 2 А с одного порта, если другие порты не загружены. Кроме того, в то время как некоторые ПК используют защиту на основе ИС с точностью 10–20%, в других будут использоваться гораздо менее точные полипредохранители (предохранители, которые сбрасываются сами по себе), которые не сработают, пока нагрузка не превысит номинал на 100% или более.
USB-порты редко (никогда) не отключают питание: в спецификации USB ничего не сказано об этом, но иногда считается, что питание USB может быть отключено в результате неудачного перечисления или других проблем с программным обеспечением или прошивкой. На практике ни один USB-хост не отключает питание USB по какой-либо другой причине, кроме электрической неисправности (например, короткого замыкания). Может быть исключение из этого утверждения, но я еще не видел его. Производители ноутбуков и материнских плат едва готовы платить за защиту от сбоев, не говоря уже об интеллектуальном переключении питания. Таким образом, независимо от того, какой диалог происходит (или не происходит) между периферийным устройством USB и хостом, 5 В (при 500 мА или 100 мА или даже, возможно, 2 А или более) будут доступны. Это подтверждается появлением на рынке ламп для чтения с питанием от USB, подогревателей кофейных кружек и других подобных предметов, не имеющих возможности связи. Они могут быть не «совместимыми», но они работают.

Цепь зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов: распределение нагрузки

В современном мире постоянно сжимающейся электроники существует постоянная потребность в использовании ионно-литиевых аккумуляторов в продуктах. При разработке безопасной и эффективной схемы аккумуляторов необходимо учитывать множество сложностей. Ранее я обсуждал некоторые аспекты безопасности/защиты конструкции литий-ионных аккумуляторов. Я еще не обсуждал схемы зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов. В этой статье будут рассмотрены некоторые передовые методы распределения нагрузки цепей литий-ионных аккумуляторов.

То, что вы обнаружите, это почти все, что касается дизайна электроники, идеального решения не существует. Всегда нужно взвешивать все за и против конкретной схемы. Затем вы должны решить, что лучше всего подходит для вашего конкретного дизайна.

Примечания к этой статье

Для краткости мой пример схемы не будет функциональным, а предназначен только для отображения общего представления системы. Когда показана LI-ION CELL , предполагается, что в ячейку будут встроены все надлежащие схемы защиты.

Что

Не делать Что делать

При проектировании первой схемы зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов первое, что вы, скорее всего, почувствуете, как показано на рисунке ниже:

т лучший метод. Параллельное подключение системной нагрузки к аккумулятору создает множество потенциальных проблем и опасностей.

Многие спецификации зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов фактически поощряют и предлагают именно эту схему.

Рис. 2. В техническом описании зарядной ИС Texas Instruments BQ24210 показана нагрузка, подключенная параллельно аккумулятору.

Хотя эта установка может работать в определенных сценариях, она не является хорошей идеей для большинства проектов. Причина проста: если выход вашего зарядного устройства напрямую подключен к аккумулятору
, и к остальной нагрузке системы, он не сможет определить ток, который проходит через аккумулятор. Эта проблема усугубляется, если ваша система потребляет достаточно большую нагрузку, чтобы начать провисание самой шины напряжения. Это может исказить весь алгоритм зарядки аккумулятора.

Основная проблема связана с последней частью алгоритма зарядки. Микросхема определяет ток заряда, чтобы знать, когда прекратить зарядку. Если системная нагрузка потребляет ток, зарядное устройство может никогда не выключиться, что приведет к повреждению аккумулятора.

В оставшейся части этой статьи будут рассмотрены три варианта, которые, хотя и сложнее в реализации, гораздо безопаснее и эффективнее.

1. Отключить загрузку системы во время зарядки

Самая простая схема зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов — просто отключить выход системы во время зарядки. Это характерно для многих продуктов, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни. Это особенно верно для продуктов, которые потребляют много тока во время использования, таких как портативные пылесосы. Самый простой способ реализовать это — просто использовать полевой МОП-транзистор последовательно с батареей, подходящей к нагрузке вашей системы. Входной источник питания управляет затвором MOSFET. Когда вы подключаете источник питания, МОП-транзистор выключается, отключая системную нагрузку.

Рисунок 3: Простое усовершенствование стандартной «параллельной» схемы зарядки.

Поскольку нагрузка системы питается только тогда, когда она не заряжается, остальная часть конструкции системы упрощается. Вам не нужно беспокоиться об управлении ситуациями по-разному в зависимости от того, какой источник питания вы используете в настоящее время.

Pro’s

Требуется только один основной компонент.
Быстро заряжает аккумулятор, так как зарядное устройство питает только аккумулятор.
Вам нужно беспокоиться о цепи только тогда, когда она находится в условиях нагрузки от батареи.

Con’s

Не позволяет использовать систему во время зарядки.

2. Прием нагрузки во время зарядки

Эта схема зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов очень похожа на предыдущую, но с двумя отличиями. Во-первых, вместо того, чтобы просто использовать MOSFET, вы также пропускаете входное питание нагрузки через диод. При последовательном подключении затвора полевого транзистора к входному источнику питания и диода (обычно Шоттки) нагрузка системы получает питание от входного источника питания во время зарядки. Диод необходим для предотвращения обратного питания батареи от источника входного сигнала. Вы можете заменить диод идеальным диодом MOSFET, чтобы уменьшить падение напряжения.

Второе изменение заключается в добавлении дополнительного P MOSFET вплотную к другому. Это предотвращает прямую зарядку аккумулятора входным источником питания через диод в корпусе.

Рис. 4. Добавив диод Шоттки последовательно с входным блоком питания, вы позволяете системной нагрузке получать питание во время зарядки.

При использовании этого метода важно понимать ограничения источника питания.

Например:

Стандартный USB 5В является основным входом, который может подавать ~500мА.
Имеется литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мАч с максимальной скоростью зарядки 0,5C (500 мА) и максимальной скоростью разрядки 1C (1A).
Зарядная ИС заряжается при максимальном токе 300 мА (это происходит в части цикла зарядки постоянным током).
В зависимости от состояния нагрузка может потреблять от 50 мА до 500 мА.

Пока устройство не подключено к сети, нагрузка полностью зависит от питания от батареи, ограничений нет. Он способен полностью потреблять 500 мА. Подключив плату для зарядки, в режиме постоянного тока источник питания USB обеспечивает около 300 мА. Это означает, что для остальной части системы доступно только 200 мА. Внедрение надлежащей конструкции нисходящей системы необходимо для предотвращения повреждения источника питания.

Эта схема почти всегда требует подключения VUSB к системному микроконтроллеру. Таким образом, вы можете учитывать время, когда он заряжается, чтобы гарантировать отсутствие ситуаций перегрузки.

Еще один момент, который следует учитывать при использовании этого метода, заключается в том, что входное напряжение питания, вероятно, будет выше, чем напряжение батареи. Если вы используете повышающий преобразователь после аккумулятора для повышения напряжения одноэлементной литиевой батареи до 5 В и используете зарядное устройство на 5 В, тогда проблем не возникнет. Если вместо этого ваша система просто работает напрямую от номинального напряжения 3,7 В от батареи, вы должны учитывать 5 В, которые система увидит при зарядке.

Pro’s

Ненамного сложнее предыдущего метода. Все еще требует только несколько частей.
Позволяет использовать систему во время зарядки.

Коннекторы

Нагрузка может перегрузить входное зарядное устройство, что приведет к повреждению.
Система должна знать, когда она заряжается, что усложняет конструкцию системы.
Требует, чтобы система учитывала разницу в напряжении между входным источником питания и аккумулятором.

3. Распределение нагрузки с помощью ИС тракта питания

Окончательная схема зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов является наиболее совершенной, в ней используются преимущества предыдущего метода и устраняются основные недостатки. Существуют микросхемы для зарядки аккумуляторов производства Texas Instruments, Analog Devices и Maxim, которые имеют то, что они называют «управлением Power Path».

Рис. 5: BQ2403x от Texas Instruments является примером зарядной ИС с Power Path.

Они включают в себя тот же стиль переключателей MOSFET между аккумулятором и системной нагрузкой, что мы рассматривали ранее. Вместо того, чтобы просто отключать питание при зарядке, они используют DPPM (Dynamic Power-Path Management). Это означает, что при зарядке микросхема будет подавать питание на системную нагрузку от настенного источника питания, как и в моем примере 2. Если затем системная нагрузка потребляет больше, чем может обеспечить настенный источник питания, она переключается, позволяя аккумулятору работать. до разницы. Таким образом, ИС тракта питания может обеспечивать одинаковую мощность вне зависимости от того, заряжается он или нет.

Это упрощает конструкцию системы, так как вам не нужно беспокоиться об ограничениях по току между аккумулятором и источником зарядки. Пока батарея способна генерировать такой большой ток, микросхема справится с этим.

У них также есть много полезных функций, таких как мгновенная подача питания на системную нагрузку при зарядке, даже когда батарея глубоко разряжена. Одна вещь, о которой следует знать, это то, что большинство из них имеют встроенный в силиконовый МОП-транзистор. Вы должны быть уверены, что текущий предел для IC достаточно высок для вашего варианта использования. Есть некоторые, которые используют внешние МОП-транзисторы. Это позволяет выбирать мощные МОП-транзисторы.

Pro’s

Обеспечивает питание системы во время зарядки.
Удаляет текущее ограничение входного источника зарядки.
Позволяет разработчику системы не заботиться об электропитании, с ним полностью справляется ИС.

Con’s

Дороже
Выбор деталей меньшего размера

Заключение

При проектировании схемы с литий-ионным аккумулятором необходимо учитывать множество факторов. Часто упускается из виду то, как аккумулятор распределяет нагрузку с зарядным устройством. В этой статье обсуждаются различные схемы зарядного устройства литий-ионных аккумуляторов для распределения нагрузки. Благодаря многим конструкциям нет необходимости использовать устройство во время зарядки. Для этого сценария отключение загрузки системы во время зарядки является дешевым и простым решением. Если вместо этого нагрузка системы постоянно нуждается в питании, питание должно подаваться от зарядного устройства или аккумулятора. В зависимости от требований к питанию необходимо либо получать питание напрямую от зарядного устройства, либо использовать интеллектуальную микросхему цепи питания.

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Особенности восстановления

Зарядка литий – ионных аккумуляторов

Простейшее устройство зарядки одного элемента

Усовершенствование зарядного устройства для литиевых li – ion аккумуляторов

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 12 вольт. Устройство балансира

Импульсное зарядное устройство для литиевых li – ion аккумуляторов

Быстрозарядное устройство G4-1H RYOBI ONE+ BCL14181H

Ремонт зарядной станции

Внимание покупателей подшипников

Внимание покупателей подшипников

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта.

Сменный аккумулятор.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Зарядное устройство интерскол 18в схема

Схема, устройство, ремонт

Сменный аккумулятор.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Схемы зарядных устройств для шуруповертов

Стандартная схема зарядного устройства для шуруповёртов на 18 вольт

Стандартная электросхема зарядного устройства

Принципиальная схема

Элементы блока питания

Замена необходимых элементов цепи

Зарядное устройство для шуруповерта «Интерскол»

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта Схема, устройство, ремонт — Radiodvor.com

Сменный аккумулятор.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Шуруповерт зарядка. Ремонт зарядного устройства шуруповерта Интерскол eighteen В. Своими руками.

Схема зарядного устройства для шуруповерта

Усовершенствование схемы шуруповерта Skil 2301

Виды зарядных устройств

Аналоговые устройства со встроенным блоком питания

Аналоговые устройства с внешним блоком питания

Типовые неисправности зарядного устройства шуруповерта

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУРУПОВЁРТА

Войти

Похожие публикации

Создание схемы USB-зарядного устройства

Список деталей для этого проекта

Обучающее видео по схеме USB-зарядного устройства

Схема и диаграмма

Понижение напряжения

Выпрямление

Фильтрация

Регулировка напряжения

Некоторые заключительные мысли об этой схеме зарядного устройства USB

Руководство по зарядке аккумуляторов через USB | Maxim Integrated

Описание

USB Power

Простая зарядка адаптера USB/переменного тока

Переключение нагрузки и другие улучшения

Никель-металлогидридная зарядка

Что ваша мама не рассказала вам о USB

Цепь зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов: распределение нагрузки

Примечания к этой статье

Что

1. Отключить загрузку системы во время зарядки

Pro’s

Con’s

2. Прием нагрузки во время зарядки

Pro’s

Коннекторы

3. Распределение нагрузки с помощью ИС тракта питания

Pro’s

Con’s

Заключение

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики