Как нетрудно догадаться из названия, речь в этой статье пойдёт о простом, но полезном зарядном устройстве. Несмотря на свою простоту, оно умеет делать то, что под силу лишь дорогим фирменным зарядкам и что неведомо дешёвым из магазинов. А именно:
восстановление ёмкости аккумуляторов, потерянной вследствие неправильной зарядки или эксплуатации
правильный заряд, рекомендованный производителями
Для начала рассмотрим, как же работают обычные зарядные устройства в ценовом диапазоне 500 (и даже 700) рублей: они заряжают аккумулятор фиксированным током, часто - повышенным в несколько раз. Если передержать аккумулятор в такой зарядке дольше положенного, то он начнёт перегреваться, сокращая свой драгоценный ресурс работы.
Более дорогие зарядные устройства обеспечивают правильный цикл, который рекомендуют производители аккумуляторов:
разряд аккумулятора
заряд с автоматическим определением его окончания
отключение
Аккумулятор в таких зарядках можно оставлять без боязни повреждения, однако при отключении от сети аккумулятор может разрядиться через цепи зарядки в виду конструктивных недоработок устройства.
Схема зарядного устройства, предлагаемого здесь, лишена всех недостатков и выполнена с учётом всех требований. Её автором является Сергей Задорожный, ссылка на страницу с авторским описанием:
Архив со схемой, рисунком печатной платы в разрешении 1:1 и схемой расположения элементов: charger_pcb.zip
Алгоритм работы устройства следующий:
установка аккумулятора
включение питания
разряд аккумулятора (горит красный светодиод). этот этап можно пропустить, просто нажав кнопку.
автоматическое определение окончания разряда по напряжению на аккумуляторе
заряд (горит желтый светодиод) током 1/10 ёмкости
автоматическое определение окончания заряда по напряжению на аккумуляторе
подзаряд (горят жёлтый и зелёный светодиоды) низким током
Важно: первые два пункта нельзя менять местами!
В режиме подзаряда аккумулятор может находиться сколь угодно долго, поэтому можно смело оставлять аккумулятор в таком зарядном устройстве на ночь - он не будет перегрет и повреждён.
Нетрудно догадаться, что десяток циклов разряд-заряд может частично восстановить аккумулятор, потерявший ёмкость.
Устройство, несмотря на свою функциональность, выполнено без использования микроконтроллеров. Используется лишь одна распространённая микросхема LM2903 (можно заменить на LM393), имеющая в своём составе два компаратора. Один из них управляет процессом разряда аккумулятора, второй - зарядом и подзарядом.
Печатная плата - двухсторонняя, используются компоненты как в выводном исполнении, так и в SMD. Микросхема - в DIP корпусе, стабилизатор TL431 также выводной. Все транзисторы и почти все резисторы - SMD. Резисторы разряда и заряда - выводные, резистор подзаряда - SMD.
Замена деталей: IRLML2402 заменены на IRLML2502 (маркировка G2ZA 5), IRLML6302 заменены на IRLML6402 (маркировка EBKK 8).
Рассчитывать номиналы элементов необходимо для конкретных аккумуляторов в зависимости от их ёмкости. Как известно, оптимальный режим заряда NiMH аккумуляторов - током, в 10 раз меньшим их ёмкости, в течение примерно 10 часов. Например, для аккумуляторов ёмкостью 1300мА/ч это будет 130мА.
Ток разряда аккумулятора задаётся резистором R7, его сопротивление рассчитывается следующим образом: (Uразр/Iразр). Чтобы разрядить аккумулятор за оптимальное время, в районе одного часа, зададимся током разряда в 250мА. Напряжение на разряженном аккумуляторе должно быть порядка 1,18 вольт. По формуле находим: 1,18/0,25 = 4,7 Ом. Рассеиваемая мощность при этом = U2*R = 1,182*4,7 = 0,3Вт.
Выбрав необходимый ток заряда, рассчитываем сопротивление параллельно соединённых резисторов R9||R10 по конечной формуле: 2,94/Iзар-4,7. Для тока в 130мА это будет 2,94/0,13-4,7=18 Ом. Так как это - нужное сопротивление двух параллельно соединённых резисторов, то сопротивление каждого из них должно быть вдвое больше, то есть - 36 Ом. Мощность, выделяемую на каждом из этих резисторов, можно рассчитать по формуле: (Iзар/2)2*2R = (0,13/2)2*36=0,15Вт.
Ток подзаряда целесообразно выбрать величиной в 2/5 от тока заряда. В рассматриваемом случае - это 50мА. Сопротивление резистора R18 рассчитывается по конечной формуле: 0,6/Iподзар = 0,6/0,05 = 12 Ом. Рассеиваемая при этом мощность равна Iподзар2*R = 0,052*12 = 0,03 Вт.
Наладка устройства следующая:
Резистор R1 переводится в крайнее левое по схеме положение
Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство
Подключается питание
Начинается разряд (горит красный светодиод)
Засечь время начала заряда (зажёгся жёлтый светодиод)
Через 10 часов, медленно вращая переменный резистор R1, добиться зажигания зелёного светодиода.
Для питания устройства можно использовать зарядное от мобильного телефона, если оно выдаёт 5В ± 10%.
Этой зарядкой, по схеме Задорожного, пользуюсь уже лет 12, работает отлично. Единственное плохо бывает когда на ночь поставил аккумуляторы на зарядку, а ночью электричество на пару минут выключили и утром имеем свежеразряженные аккумуляторы. :)
LA
13 авг 2019 14:39
Спасибо за замечание, исправлено. Если есть желание, присылайте печатную плату, добавим к статье.
Tonwood
13 авг 2019 10:35
Все бы хорошо, но на схеме очепятка - верхний конец R5 и исток VT2 не подключены к +5в. Конечно, тем, кто повторил платки, это неважно, а я разводил свою, и _нарвался_ .
Влад
10 дек 2016 14:53
Журнал Радио 2007 №4 стр.60 Автомат.зарядн.устройство с функц.разряда акб.
Гость
04 ноя 2014 10:39
Самое простое - сделать зарядный резистор переменным.
Valeriy
04 ноя 2014 8:12
Собрал заработало сразу, только подобрал резисторы для своего аккумулятора. Плохо только то что под другие ёмкости нужно перепаивать резисторы заряд-разряд, нужно что-то придумать.
Пользовательские теги: зарядное ля пальчиковых аккумуляторов схемы3удля 2аа схема[ Что это? ]
Дальше в разделе Радиотехника, электроника и схемы своими руками: Простой измеритель ёмкости и индуктивности на микроконтроллере AT89C2051, Схема и описание полезного прибора на микроконтроллере at89c2051 для радиолюбительской лаборатории, который позволит измерять ёмкость конденсаторов и индуктивность в максимально широких пределах