Lm358 схема включения в зарядном устройстве: Lm358p применение в зарядном устройстве

Содержание

TL431 datasheet, TL431 схема включения, цоколевка, аналог

Про светодиоды уже написал достаточно много, теперь читатели не знают как их правильно и питать, чтобы они не сгорели раньше положенного срока. Теперь продолжаю ускоренно пополнять раздел блоков питания, стабилизаторов  напряжения и преобразователей тока.

В десятку популярных электронных компонентов входит регулируемый стабилизатор TL431 и его брат  ШИМ контроллер TL494. В источниках питания он выступает в качестве «программируемого источника опорного напряжения, схема включения очень простая.  В импульсных блоках питания на ТЛ431 бывает реализована обратная связь и опорное напряжение.

Ознакомитесь с характеристикам и даташитами других ИМС применяемых для питания LM317, TL431, LM358, LM494.

Содержание

  • 1. Технические характеристики
  • 2. Схемы включения TL431
  • 3. Цоколёвка TL431
  • 4. Datasheet на русском
  • 5. Графики электрических характеристик

Технические характеристики

Вид корпусов ТЛ431

Широкое применение  получила благодаря  крутости своих технических характеристик и стабильностью параметров при разных температурах.

Частично функционал похож на известную LM317, только она работает на малой силе тока и предназначена для регулировки. Все особенности и типовые схемы включения указаны в datasheet на русском языке. Аналог TL431 будет отечественная КР142ЕН19 и импортная К1156ЕР5, их параметры очень похожи. Других аналогов особо не встречал.

Основные характеристики:

  1. ток на выходе до 100мА;
  2. напряжение на выходе от 2,5 до 36V;
  3. мощность 0,2W;
  4. температурный диапазон TL431C от 0° до 70°;
  5. для TL431A от -40° до +85°;
  6. цена от 28руб за 1 штуку.

Подробные характеристики и режимы работы указаны  в даташите на русском в конце этой страницы или можно скачать tl431-datasheet-russian.pdf

Пример использования на плате

Стабильность параметров зависит от температуры окружающей среды, она очень стабильная, шумов на выходе мало и напряжение плавает +/- 0,005В по даташиту. Кроме бытовой модификации TL431C от 0° до 70°  выпускается вариант с более широким температурным диапазоном TL431A от -40° до 85°.

Выбранный вариант зависит от назначения устройства. Аналоги имеют совершенно другие температурные параметры.

Проверить исправность микросхемы мультиметром нельзя, так как она состоит из 10 транзисторов. Для этого необходимо собрать тестовую схему включения, по которой можно определить степень исправности, не всегда элемент полностью выходит из строя, может просто подгореть.

Схемы включения TL431

Рабочие характеристики стабилизатора задаются двумя резисторами. Варианты использования данной микросхемы могут быть различные, но максимальное распространение она получила в блоках питания с регулируемым и фиксированным напряжением. Часто применяется в  стабилизаторах тока в зарядных USB устройствах, промышленные блоки питания,  принтеров  и другой бытовой техники.

TL431 есть практически в любом блоке питания ATX от компьютера, позаимствовать можно из него. Силовые элементы с радиаторами, диодными мостами тоже там есть.

На данной микросхеме реализовано множество схем зарядных устройств для литиевых аккумуляторов.

Выпускаются радиоконструкторы для самостоятельной сборки своими руками. Количество вариантов применение очень большое, хорошие схемы можно найти на зарубежных сайтах.

Цоколёвка TL431

Как показывает практика, цоколевка TL431 может быть разной, и зависит от производителя. На изображении показана распиновка  из даташита Texas Instruments. Если вы её извлекаете из какой нибудь готовой платы, то цоколевку ножек можно увидеть по самой плате.

Datasheet на русском

..

Многие радиолюбители не очень хорошо знают английский язык и технические термины. Я достаточно неплохой владею языком предполагаемого противника, но при разработке меня всё равно напрягает постоянное вспоминание перевода электрических терминов на русский.  Перевод  TL431 datasheet на русском сделал наш коллега, которого и благодарим.

Графики электрических характеристик

12V зарядное устройство большинство зарядных устройств

12V зарядное устройство большинство зарядных устройств прекращают зарядку батареи, когда она достигает максимального зарядного напряжения, установленного схемой. Эта схема зарядного устройства 12В заряжает батарею с определенным напряжением, то есть с поглощающим напряжением, и после достижения максимального зарядного напряжения зарядное устройство изменяет выходное напряжение на плавающее напряжение для поддержания батареи на этом напряжении. Абсорбционные и плавающие напряжения зависят от типа батареи.

Для этого 12V зарядное устройство напряжение устанавливается для герметичной свинцово-кислотной (SLA) батареи 12 В, 7Ач, для которой напряжение поглощения составляет от 14,1 до 14,3 В, а плавающее напряжение от 13,6 до 13,8 В. Для безопасной работы и во избежание перезарядки батареи, поглощающее напряжение выбрано как 14,1 В, а плавающее напряжение выбрано как 13,6 В. Эти значения должны быть установлены в соответствии с указаниями производителя батареи.

Принципиальная схема 12V зарядное устройство показана на рисунке. 12V зарядное устройство построено на основе понижающего трансформатора X1, регулируемого стабилизатора напряжения LM317 (IC1), компаратора ОУ LM358 (IC2) и нескольких других компонентов.

Первичный трансформатор 230В переменного тока до 15 В-0-15 В, 1 А, используемый в этой схеме, понижает напряжение сети, которое выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается конденсатором С1. Это напряжение подается на вход LM317 для регулирования. Основной схемой является регулируемый источник питания, использующий LM317, с управлением на выходе путем изменения сопротивления на регулировочном выводе 1. Для LM317 требуется хороший радиатор. LM358 – усилитель двойного действия, который используется здесь для контроля перезарядки батареи. Конденсатор C4 должен быть как можно ближе к выводу 1 IC2. Перемычка J1 используется для калибровки (настройки). При настройке зарядного напряжения снимите перемычку и снова подключите ее после калибровки.

Для начальной настройки снимите перемычку J1, выключите S2, включите S1 и отрегулируйте подстроечник VR2, чтобы получить 13,6В в контрольной точке TP2. Также регулировкой потенциометра VR3, добейтесь чтобы светодиод 2 начал светиться. Отрегулируйте подстроечник VR1 так, чтобы он показывал 0,5В (разница 14,1 В и 13,6 В) в контрольной точке TP1. Отрегулируйте VR2, чтобы получить 14,1В в контрольной точке TP2. С этими настройками TP2 должен показывать 14,1 В, когда в контрольной точке TP3 низкое напряжение, и 13,6 В, когда в контрольной точке TP3 высокое напряжение. Подключите перемычку J1. 12V зарядное устройство готово к использованию. Подключите аккумулятор 12В под зарядкой (BUC), соблюдая правильную полярность, на CON2. Включить S2; загорится один из светодиодов LED2 и LED3 (скорее всего, это будет LED2). Если ни один из них не загорелся, проверьте соединения; батарея может быть разряжена. Включите S1 для зарядки. Полностью заряженное состояние батареи будет отображаться светящимся светодиодом 3. Вот есть ситуации, когда возможно вам потребуется перевести какие-либо математические цифровые значения из одной системы счисления в другую то вам на помощь придет калькулятор систем счисления.

Не беспокойтесь, если вы забудете выключить зарядное устройство. Зарядное устройство находится на плавающем напряжении (13,6 В), и его можно держать в этом режиме зарядки вечно. Односторонняя печатная плата для 12V зарядное устройство показана на рисунке, а размещение компонентов в тексте статьи.

Соберите схему на плате, кроме трансформатора X1 и заряжаемой батареи (BUC). Поместите плату в подходящий корпус. Закрепите клемму аккумулятора на передней панели корпуса для подключения аккумулятора. Ну а далее на усмотрение и на сколько хватит фантазии.

Примечание:

Выключите выключатель S2 или отсоедините клеммы аккумулятора, чтобы избежать ненужной разрядки аккумулятора, когда он не заряжается, то есть когда S1 выключен. Подключайте аккумулятор правильно не перепутайте полярность. Корпус микросхемы стабилизатора IC1 не должен быть заземлен, поэтому используйте изоляцию.

Модификация DC-DC преобразователя или ещё один блок питания (зарядное устройство)

Здравствуйте, уважаемые читатели. Решил сделать себе зарядное в гараж, заодно проверить доработку народного DC-DC преобразователя, на основе которого будет собран данный аппарат. Под катом описание сборки устройства из советских и китайских деталей, также немного схем, и одна гифка.

Предыстория

Наступили холода, зимой на автомобиле я езжу мало, при долгой стоянке в неотапливаемом гараже есть шанс посадить аккумулятор. Давно хотел сделать зарядное с постоянной гаражной пропиской, заодно проверить одну модификацию понижающего DC-DC преобразователя, которую нашел в сети, речь идет о возможности регулировки напряжения от нуля, зачем мне это нужно, просто ради интереса.

Регулировать напряжение и ток в данном зарядном будет понижающий DC-DC преобразователь на XL4016, покупался тут. Обзор этого преобразователя от kirich, ссылка

Показывающим прибором будет цифровой вольт-амперметр, покупался тут
Диапазон измерений — 0-100В, 0-10A

Все остальное нашлось по месту. Питаться схема будет обычным трансформаторным блоком питания с диодным мостом, схема будущего устройства:

Питание вольт-амперметра гальванически развязал от остальной схемы, что бы он не врал в показаниях при зарядке аккумулятора.

Модификация DC-DC преобразователя

Первая модификация сводится к добавлению в схему возможности регулировки напряжения от нуля.
Идея заключается в использовании первого операционного усилителя микросхемы LM358 для регулировки напряжения, в оригинальной схеме он управляет свечением светодиодов, автор идеи Виктор Сочи.
Оригинальная схема:

С шестой ноги микросхемы LM358 отключаем резисторы R4, R5 и конденсатор С4, вместо них подключаем переменный резистор на 10КОм. К пятой ноге LM358 подключаем делитель от выходного напряжения, собранный на резисторах 5КОм и 1КОм. Старый переменный резистор R9 также исключаем из схемы. Выход первого операционного усилителя, ножка 7, через красный светодиод подключаем ко второй ножке микросхемы XL4016, это будет индикация срабатывания ограничения по напряжению. Для индикации срабатывания ограничения по току, вместо резистора R6 и диода VD2, подключаем светодиод зелёного цвета.
Переделанная схема:

Вторая модификация касается переделки охлаждения DC-DC преобразователя, корпус у меня будет большой поэтому радиатор можно поставить побольше. Сначала выпаял ШИМ контроллер и диодную сборку и впаял их с обратной стороны платы преобразователя:

Также выпаял дроссель и перемотал его проводом большего сечения (2,5 мм²), после этого установил плату на большой радиатор:

Сборка

В закромах ждал своего часа сетевой трансформатор с какого то советского телевизора. Оставил у него первичную обмотку, а вторичку перемотал медной шиной сечением 2,5 мм²

Так как нужно еще запитать вольт-амперметр, намотал обмотку и для него:

Силовой диодный мост собрал из четырех диодов Д242А, стабилизатор для вольт-амперметра из моста КЦ405В и микросхемы КРЕН8А:

Корпус от какого неизвестного мне прибора, принес друг, говорит тебе пригодится. Размещаем внутри корпуса наше хозяйство:

У вольт-амперметра провода которые подключаются для измерения тока припаял напрямую к разъему, так надёжней:

Клеммы использовал советские эбонитовые, ручки на переменных резисторах остались от магнитофона Маяк-232:

Резисторы пришлось поставить обычные советские СП-1, китайские многооборотные попались бракованные, умерли в процессе сборки, позже поменяю. На ручками поставил светодиоды индикации ограничения по напряжению (красный) и по току (зелёный – голубого, у меня, внезапно не оказалось)

Ещё фото справа и слева


Демонстрация регулировки напряжения от нуля

Вот такой получится аппарат в итоге:

Зарядное получилось относительно большое, хотя не носить же его с собой, стоит себе на полочке в гараже. Можно использовать как универсальный блок питания на 0-24В.

По традиции - моя котейка

Опять на зиму вовысилась «пушистость»Всем спасибо за внимание.

Индикатор для проверки и контроля уровня зарядки АКБ

Каким образом можно сделать не сложный индикатор напряжения для АКБ на 12V, который эксплуатируют в автомобилях, скутерах, а также прочей технике. Поняв принцип действия схемы индикатора и назначение его деталей, схему можно будет подстроить практически под любой вид заряжаемых батарей, меняя номиналы у соответствующих электронных компонентов.

Не секрет что необходимо контролировать разряд аккумуляторов, поскольку у них существует пороговое напряжение. При разрядке ниже порогового напряжения в аккумуляторе произойдет потеря значительной части его емкости, в результате он не сможет выдать заявленный ток, а покупка нового — удовольствие не из дешевых.


Принципиальная схема с номиналами, что в ней указаны, даст приблизительную информацию о напряжении на выводах АКБ с помощью трех светодиодов. Светодиоды могут быть любых цветов, но рекомендовано использовать такие, как показаны на фото, они дадут более четкое ассоциированное представление о состоянии аккумулятора (фото 3).

Если горит светодиод зеленого цвета — напряжение аккумулятора в приделах нормы (от 11,6 до 13 Вольт). Горит белый – напряжение 13 Вольт и более. Когда горит красный светодиод – необходимо отключать нагрузку, АКБ нуждается в подзарядке током в 0,1А., поскольку напряжение аккумулятора ниже 11,5 В., батарея разряжена более чем на 80%.

Внимание, указаны приблизительные значения, могут быть отличия, все зависит от характеристик компонентов используемых в схеме.


У светодиодов, используемых в схеме, потребляемый ток очень мал, менее
15(mA). Те, кого это не устраивает, могут поставить в разрыв тактовую кнопку, в этом случае проверка АКБ будет произведена путем включения кнопки, и аналитики цвета загоревшегося светодиода.
Плату необходимо защитить от воды и укрепить на аккумуляторной батарее. Получился примитивный вольтметр с постоянным источником энергии, состояние АКБ можно проверить в любой момент.


Плата очень маленьких размеров — 2,2 см. Использована микросхема Im358 в DIP-8 корпусе, точность прецизионных резисторов 1 %, за исключением ограничителей силы тока. Можно устанавливать любые светодиоды (3 mm, 5 mm) с силой тока 20 mA.

Контроль был произведен при помощи блока питания лабораторного на стабилизаторе линейном LM 317, срабатывание устройства четкое, возможно свечение двух светодиодов одновременно. Для точной настройки рекомендовано применять резисторы для подстройки (фото 2), с их помощью максимально точно можно отрегулировать напряжения, при которых загорятся светодиоды.
Работа индикаторной схемы уровня зарядки аккумуляторной батареи. Главная деталь микросхема LM393 либо LM358 (аналоги КР1401СА3 / КФ1401СА3), в которой два компаратора (фото 5).

Как видим из (фото 5) есть восемь ножек, четыре и восемь – питание, остальные – входы и выходы компаратора. Разберем принцип работы одного из них, выводов три, входов два (прямой (не инвертирующий) «+» и инвертирующий «-» ) выход один. Напряжение опорное поступает на инвертирующий «+» (с ним сравнивается подаваемое на инвертирующий «-» вход).
Если на прямом больше напряжение, чем на входе инвертирующем, (-) питания будет на выходе, в том случае когда наоборот (напряжения на инвертирующем большее, чем на прямом) на выходе (+) питания.


В цепь стабилитрон включен наоборот (анод к (-) катод к (+)), у него есть как говорят ток рабочий, при нем он будет хорошо стабилизировать, смотрим на графике (фото 7).

 

В зависимости от напряжения и мощности стабилитронов отличается ток, в документации указан ток минимума (Iz) и ток максимума (Izm) стабилизации. Необходимо выбрать нужный в указанном промежутке, хотя будет достаточно и минимального, резистор дает возможность достичь необходимого значения тока.


Ознакомимся с расчетом: полное напряжение равно 10 В., стабилитрон рассчитан на 5,6 В., имеем 10-5,6=4,4 В. Согласно документации min Iст=5 mA. В результате имеем R= 4,4 В. / 0,005 А. = 880 Ом. Возможны не большие отклонения в сопротивлении резистора, это не существенно, основным условием является ток не менее Iz.


Разделитель напряжения включает в себя три резистора 100 кОм, 10 кОм,
82 кОм. Определенное напряжение «оседает» на данных пассивных компонентах, далее оно подается на вход инвертирующий.


От уровня зарядки АКБ зависит напряжение. Схема работает следующим образом, ZD1 5V6 стабилитрон который подает напряжение в 5,6 В. к прямым входам (напряжение опорное сравнивается с напряжением на входах не прямых).

В случае сильного разряда батареи, к не прямому входу первого компаратора будет подано напряжение меньше, чем на вход прямой. К входу компаратора второго тоже будет подаваться напряжение большее.

В итоге первый даст «-» на выходе, второй же «+», загорится светодиод красного цвета.

 

Светодиод зеленый будет светить, в случае если первый компаратор выдаст «+», а второй «-». Белый светодиод зажжется, если два компаратора подадут на выходе «+», по этой же причине возможно одновременное свечение зеленого и белого светодиодов.

Автор; Егор

textsale

Автомобильное зарядное устройство для мобильного телефона в прикуриватель

Зарядное устройство

http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=28468

Автомобильное зарядное устройство для мобильного телефона в прикуриватель


Схема срисована с печати готового зарядного устройства. Наклейка содержит следующую информацию "Compatible With SAM 411/611/2000/3500/8500 Made In China"; как позже выяснилось для мобильного телефона Samsung стандарта CDMA. Уверен, что данная схема подойдет и для других аппаратов других стандартов.

В статье Т.Носова дана краткая характеристика деталей и принцип работы конструкции.

Краткая характеристика деталей:


  • 2SA733 – 60 В; 0,1 А; 0,25 Вт; 180 МГц (отеч. аналог КТ3107)

  • SS8550 – 40 В; 1,5 А; 1 Вт; 100 МГц (отеч. аналог KT6115 и КТ6127)

  • 2SC945 – 60 В; 0,1А; 0,2 Вт; 250 МГц (отеч. аналог КТ3102)

  • 1N5819 – 40 В; 1 A; Uf 

  • 1N4148 – 100 В; 0,2 A;

  • L – безымянный дроссель

В данном устройстве был неисправен SS8550. В качестве аналога Yandex предложил КТ6115 и КТ6127; таковых у меня не было. Из того что было в наличии – поставил КТ626А. Дополнительные отверстия в разводке платы позволили установить этот транзистор без проблем, не смотря на другую цоколевку.

Характеристика КТ626А – 250 В; 10 Вт; 75 МГц. Не совсем то что нужно, но он работает. При напряжении на входе 12 В (от глеевого герметичного аккумулятора) замеряемое напряжение на выходе без нагрузки (без телефона) составило 4,08 В.

Необходимо отметить, что на плате не распаян электролитический конденсатор, который плюсом идет к общей точке сопротивлений 2 кОм и 1,6 кОм, а минусом соответственно на минус. Также на выходе перед точкой "+ к тлф." должен быть установлен диод, но его нет. Одним словом – Made In China.

Преобразование линейного стабилизатора в импульсный

Тот, кто создавал линейные стабилизаторы, может вспомнить, что од­ной из обычно встречающихся неисправностей в этих схемах являются автоколебания. Особенно это относится к случаю, когда ради жесткой стабилизации усилитель сигнала ошибки имеет очень высокий коэффи­циент усиления. Колебание может быть наложено на выходное посто­янное напряжение, и фактически его нельзя связать ни с источником питания, ни с нагрузкой. Вообще такое колебание вызывает всевозмож­ные аварийные режимы и отказы компонент. Действительно, колебания часто имеют прямоугольную форму, потому что усилитель сигнала ошибки поочередно попадает в насыщение то в одной крайней точке, то в другой. В это время, «линейный» проходной транзистор переходит из выключенного состояния в состояние насыщения.

Рабочий режим такого, работающего со сбоями, линейного стабили­затора в некотором отношении подобен работе импульсного с самовоз­буждением. Фактически преобразование линейного стабилизатора в им­пульсный часто осуществляется простым добавлением нескольких дополнительных компонент.

Изготовители интегральных схем линейных стабилизаторов могут предоставить дополнительные данные для импульсного стабилизатора. Это так даже в том случае, если при разработке интегральной схемы ли­нейного стабилизатора не имелось в виду использовать его в качестве импульсного стабилизатора; подходящими для использования в импульс­ных стабилизаторах являются ИС линейных стабилизаторов 723, /.Л/104, ЬМХОЪ и 550.

Тесная, но трудно уловимая связь между линейным и импульсным стабилизатором наглядно иллюстрируется двумя источниками nntannfl на дискретных элементах, показанными на рис. 8.5.

Здесь осуществлено преднамеренное преобразование линейной схе­мы в импульсный стабилизатор.491 и конденсатора С2 (с помощью которого каскады на транзисторах Q1 и 03 преобразу­ются в мультивибратор с переменной длительностью импульсов).

Рис. 8.5. Простое преобразование линейного диссипативного источника питания в импульсный источник с высоким к.п.д. (А) Исходная линейная схема стабилизатора. (В) Модифицированная схема для работы в импульсном режиме.

Автоматическое зарядное устройство для кислотно-свинцовых батарей

После преждевременного выхода из строя аккумулятора в одном из многих устройств(вероятно, из-за того, что я забыл сделать подзарядку согласно рекомендуемому графику), я начал искать автоматическое зарядное устройство.

SLA-батареи обычно называют гелеевыми элементами, так как электролит представляет гелеевую субстанцию. Как и с другими вещами, чтобы получить максимально долгий срок службы SLA-батарей, требуется заботливое обращение с ними.

SLA-батареи должны регулярно подзаряжаться, ни в коем случае нельзя допускать чрезмерного разряда или перезаряда батарей. Если SLA-батарея не используется долгое время, она саморазряжается. Зарядное устройство, описанное в данной статье, может использоваться с любым типом подобных батарей.

Применение трехрежимного зарядного устройства

Моя первая попытка сохранения SLA-батарей в хорошем состоянии состояла в том,чтобы приобрести трехрежимное автоматическое зарядное устройство.

Вскоре я обнаружил, что такое зарядное устройство работает только при определенном потребляемом токе, и никогда не использовалось для заряда батарей под нагрузкой. Трехрежимное зарядное устройство начинает процесс зарядки батареи подачей напряжения через ограничитель тока (500 мА).

Эта стадия зарядки известна под названием “объемной зарядки”. По мере зарядки батареи напряжение на ней начинает расти. Когда напряжение на заряжаемой батареи достигнет 14,6 В, зарядное устройство будет поддерживать это напряжение на постоянном уровне и контролировать протекающий через батарею зарядный ток.

Такой режим известен под названием “поглащающий режим” или “режим сверхзаряда”. К этому времени батарея будет заряжена до 85%...90% ее полной емкости. Поскольку процесс зарядки батареи будет продолжаться, а напряжение оставаться постоянным (14,6 В), то заряжающий ток будет падать.

Когда протекающий через заряжаемую батарею ток снизится до 30 мА, зарядное устройство переключится в “холостой режим” - подаваемое на батарею напряжение снизится до 13,8 В.

При напряжении 13,8 В, аккумулятор становится “самоограничителем”, при этом будет поддерживаться зарядный ток, необходимый только для компенсации процесса саморазрядки батареи.

Все выше сказанное справедливо при зарядке аккумулятора без нагрузки. Как только вы подключите к заряжаемой батарее небольшую нагрузку (порядка 200 мА), зарядное устройство квалифицирует ток (более 30 мА) как ток потребляемый разряженной батареей, и перейдет в первый режим зарядки, подав на аккумулятор напряжение 14,6 В. Оставленная в таком положении батарея подвергается чрезмерному заряду, что сокращает срок ее службы.

Зарядные устройства на ИМС UC3906

Зарядные устройства, использующие в качестве датчика контроля процесса зарядки ИМС UC3906, работают аналогично трехрежимному зарядному устройству, за исключением того, что переключение из “холостого режима” в “режим сверхзаряда” основывается скорее на изменении напряжения, чем тока.

Зарядное устройство не переключится из “холостого режима” в “режим сверхзаряда”, пока не снизится на 10% (от напряжения “холостого режима”) напряжение на батарее (приблизительно 12,4 В).

Хотя такое зарядное устройство является, по сути, усовершенствованием трехрежимного зарядного устройства, однако имеет потенциальную опасность чрезмерного заряда аккумулятора.

Сначала рассмотрим ситуацию, при которой иС3906-зарядное устройство находится в “режиме сверхзаряда” и вы подключили в этот момент небольшую нагрузку (потребляемый ток 200 мА).

Аккумулятор полностью заряжен, однако из-за того, что нагрузка потребляет ток 200 мА, зарядное устройство остается в “режиме сверхзаряда”, “думая”, что батарея разряжена. При этом, как и в случае с трехрежимным зарядным устройством, аккумулятор подвергается сверхзарядке.

Если мы отключим нагрузку, потребляемый от зарядного устройства ток уменьшится до 30 мА и устройство переключится в “холостой режим” (13,8 В). Когда мы снова подключим маломощную нагрузку (200 мА), зарядное устройство становится источником тока для нагрузки, пока напряжение на аккумуляторе не снизится - зарядное устройство в “режиме сверхзаряда”.

Однако, как только возрастет, потребляемый нагрузкой ток, зарядное устройство уже не сможет работать как источник питания и напряжение на аккумуляторной батарее начнет понижаться. Если мы отключим нагрузку до того, как напряжение на аккумуляторе упадет до 12,4 В, зарядное устройство снова переключится в “холостой режим”.

При циклических изменениях нагрузки (что характерно для режима прием/передача радиостанций) процесс зарядки аккумулятора существенно увеличивается. Давайте снова подключим мощную нагрузку (более 500 мА), однако не будем ее отключать до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не опустится ниже 12,4 В.

Тогда зарядное устройство переключится в “режим сверхзаряда”. При уменьшении потребляемого нагрузкой тока до 200 мА ситуация будет сохраняться прежней, пока мы не отключим нагрузку. В чем проблема?

Почему мы беспокоимся о чрезмерной зарядке SLA-батарей. При напряжении 13,8 В батарея становится самоограничителем и требуется небольшой ток подзаряда для компенсации внутреннего тока утечки (приблизительно 0,001 от номинальной емкости аккумулятора, например 2,9 мА для аккумулятора емкостью 2,9 А/ч).

SLA-батарея может оставаться в таком состоянии очень долгое время без опасений быть чрезмерно заряженной. При напряжении 14,6 В батарея потребляет больший ток, чем необходимо для компенсации тока утечки.

При этом кислород и водород производится быстрее, чем они снова рекомбинируют, что приводит к возрастанию давления внутри корпуса аккумулятора.

SLA-батареи в пластмассовом корпусе, такие как PS-1229A, имеют встроенный предохранительный клапан, который открывается при превышении давления и выпускает избыток газа в атмосферу. В результате гелеевый электролит высыхает, что приводит к сокращению срока службы аккумулятора.

Как глубокий разряд, так и чрезмерный заряд следует избегать, если мы хотим обеспечить максимальный срок службы аккумуляторов. Продолжительное воздействие напряжения 14,6 В на 12-вольтовую SLA-батарею приводит к постепенному ухудшению эксплуатационных параметров батареи.

При использовании в качестве зарядного устройства солнечной батареи возможна подача на аккумулятор напряжения свыше 16 В, что может привести к ее быстрому выходу из строя.

При этих условиях аккумуляторная батарея нагревается, что приводит к увеличению протекающего через нее тока и т.д. В результате такого цепного саморазогрева могут деформироваться внутренние электроды, после этого можно смело выбрасывать, вышедшую за несколько часов из строя, батарею. Для предотвращения теплового “удара”, должны быть ограничены, согласно спецификации завода-изготовителя, зарядные напряжение и ток.

Техническая задача

Чтобы избежать вероятности чрезмерного заряда аккумулятора при использовании автоматического зарядного устройства я решил спроектировать собственное зарядное устройство, которое выбирает необходимый режим заряда исходя из напряжения на клеммах аккумулятора.

Ограничитель тока с порогом срабатывания 500 мА служит для ограничения максимального зарядного тока и защиты источника тока зарядного устройства (аналогично трехрежимному зарядному устройству, когда аккумулятор с низким напряжением ставят на зарядку).

По мере зарядки батареи напряжение на ней начинает расти. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет 14,5 В, зарядное устройство выключится. В отсутствие заряжающего тока через аккумулятор, напряжение на нем начинает снижаться.

В течение четырех секунд (когда заряд батареи отключен) зарядное устройство “читает” напряжение на аккумуляторе. Если напряжение составляет 13,8 В и менее, включается устройство заряда. Если напряжение все еще больше 13,8 В, то зарядное устройство подождет, пока оно не понизится до 13,8 В, а затем включит заряд батареи.

В результате для обеспечения достаточно высокого среднего зарядного тока, поддерживающего аккумулятор в полностью заряженном состоянии, формируется серия импульсов тока с амплитудой 500 мА, изменяющихся по длительности и периоду следования.

Поскольку частота повторений импульсов очень мала (максимум один импульс тока каждые четыре секунды), то отсутствуют помехи устройству, в котором установлен аккумулятор (приемник или радиостанция).

Колебания напряжения между 13,8 В и 14,5 В также мало влияют на качество работы используемого устройства. Поскольку процесс заряда аккумулятора продолжается, импульсы тока становятся более короткими, и увеличивается период их следования.

Теперь если подключить к батарее небольшую нагрузку, потребляющую ток порядка 200 мА (приемник радиостанции), напряжение на аккумуляторе снизится быстрее, чем в отсутствии нагрузки, что приведет к увеличению длительности импульсов зарядного тока.

При подключении нагрузки, потребляющей ток порядка 2...3 А (режим “передача” в радиостанции) зарядное устройство уже не способно обеспечить нужную токоотдачу (из-за ограничения по току 500 мА).

Напряжение на батарее постепенно будет снижатся из-за потребления нагрузкой тока (2...3 А). Когда нагрузка будет отключена, напряжение на клеммах аккумулятора снова начинает увеличиваться, поскольку зарядное устройство восполняет энергию аккумулятора, затраченную при подключении нагрузки.

По истечении небольшого отрезка времени (в зависимости от того, как долго была подключена нагрузка) напряжение на батарее достигнет значения 14,5 В и процесс импульсного заряда начинается снова.

Зарядное устройство теперь полностью автоматически поддерживает аккумулятор в заряженном состоянии, приспосабливаясь к изменениям подключенной к аккумулятору нагрузки.

Главное достоинство данного зарядного устройства состоит в том, что при нагрузке, потребляющей ток свыше 500 мА источником является аккумулятор. При нагрузке, потребляющей ток менее 200 мА, источником является зарядное устройство, обеспечивающее также заряд аккумулятора. Такой режим работы особенно полезен владельцам портативных радиостанций.

Принципиальная электрическая схема

Электрическая схема зарядного устройства приведена на рис. 1. Микросхема DA1 LM317 (трехвыводной регулятор напряжения) используется как ограничитель тока, регулятор напряжения и “зарядноконтрольный” ключ.

Стабилитрон VD2 (15 В) устанавливает на выходе DA1, при отсутствии нагрузки, напряжение 16,2 В. Резистор R3 ограничивает выходной ток DA1 на уровне 500 мА.

Когда транзистор VТ1 открыт напряжением с выхода таймера DA2 LM555, напряжение на выходе DA1 снижается до 1,2 В. Диод VD4 обеспечивает эффективную развязку заряжаемой батареи от схемы зарядного устройства. Применение в качестве VD4 диода с барьером Шоттки позволят получить малое падение напряжения (меньше 0,4 В) при протекании через него прямого тока.

Рис. 1. Принципиальная схема зарядного устройства.

Микросхема DA4.1 LM358 используется в качестве компаратора напряжения. ИМС DA5 LM336 - стабилизатор опорного напряжения +2,5 В, подаваемого на неинвертирующий вход (вывод 3) DA4.

Резисторы R11, R12 и R13 образуют делитель напряжения заряжаемой батареи, с выхода которого напряжение поступает на второй вход (вывод 2) компаратора DA4.1.

Подстроечный резистор R13 служит для установки порога срабатывания компаратора. Когда напряжение на клеммах батареи достигнет значения +14,5 В, компаратор DA4.1 сработает, обеспечив на выходе перепад напряжения с +12 В на 0 В. Резистор R7 1 МОм служит для обеспечения гистерезиса, понижая при переключении компаратора, опорное напряжение.

Напряжение на клеммах батареи теперь снизится, приблизительно, до 13,8 В, прежде чем компаратор DA4.1 снова переключится. Микросхема DA4.2 - повторитель напряжения.

Напряжение с повторителя поступает на вход (вывод 2) триггера микросхемы DA2. Напряжение +12 В остается на выходе DA4.2 до тех пор, пока конденсатор С5 не разрядится через резистор R6 (приблизительно 4 секунды).

Как только на выходе DA2 появится напряжение 12 В, транзистор VT1 откроется, тем самым соединив вывод ADJ DA1 с общим проводом. При этом заряд батареи прекращается. Выход (вывод 3) DA2 также подключен к двухцветному светодиоду VD3.

Делитель напряжения R14, R15 необходим для обеспечения напряжения смещения на светодиод. При этом VD3 светится красным цветом, когда на выходе DA2 присутствует напряжение +12 В, и зеленым цветом, когда напряжение - О В.

Когда включено напряжение сети, но ключ DA1 выключен (заряд отсутствует), VD3 светится красным цветом.

Когда микросхема DA1 включена и протекает зарядный ток, VD3 светится зеленым цветом. Как только аккумулятор полностью зарядится, VD3 начнет мигать зеленым цветом каждые 4 секунды.

При полностью заряженной батарее длительность свечения светодиода VD3 может составлять 0,5 секунды и время между импульсами будет составлять до 60 секунд и более.

Трансформатор Т1, мост VD1 и конденсаторы С1 и С2 образуют нестабилизированный источник питания с выходным напряжением 20 В и током 0,5 А. Микросхема DA3 LM7812 - стабилизатор напряжения +12 В для питания цепей управления устройства.

Обратите внимание, что корпус DA1 не “сидит” на земле. Поэтому при использовании в качестве теплоотвода корпуса устройства, DA1 необходимо закреплять через изолирующую прокладку. Применение же теплоотвода для DA1 обязательно.

Другие значения зарядного тока

Максимальное значение зарядного тока устанавливается резистором R3. Для приблизительного расчета его значения можно воспользоваться формулой:

R = 1200/1,

где

  • R - сопротивление резистора R3, Ом;
  • I - максимальный зарядный ток, мА.

При увеличении выходного тока зарядного устройства необходимо принимать во внимание мощность трансформатора Т1, и максимальный ток DA1, который равен 1,5 А. Если вы собираетесь эксплуатировать DA1 при максимальном токе, необходимо применить эффективный отвод тепла.

Настройка

Для настройки потребуется регулируемый источник питания постоянного напряжения 12...15 В. Для этих целей удобно использовать две 9-вольтовые батарейки от транзисторных радиоприемников, соединенные последовательно и включенные в схему, показанную на рис. 2.

Делитель напряжения R1, R2 обеспечивает изменение выходного напряжения в пределах 9...18 В. Во время следующего этапа настройки убедитесь, что вспомогательный источник подключен к разъему J2 зарядного устройства. Удалите перемычку с разъема Л и подайте сетевое напряжение на J3.

Движок резистора R13 полностью поверните против часовой стрелки. Светодиод VD3 должен светиться зеленым цветом. Подсоедините источник испытательного напряжения к J2, и, вращая движок резистора R1 (рис.

2) добейтесь напряжения на выходе 14,5 В. Медленным вращением движка резистора R13 по часовой стрелке добиваются свечения светодиода VD3 красным цветом.

Для проверки работы схемы выждите около 4 секунд. Затем постепенно уменьшите испытательное напряжение до значения, при котором светодиод VD3 начнет светиться зеленым цветом.

В этом положении испытательное напряжение будет составлять приблизительно 13,8 В. Медленно увеличивая испытательное напряжение, снова добиваются свечения VD3 красным цветом.

При этом испытательное напряжение должно составлять 14,5 В. Если оно не будет точно 14,5 В проделайте предыдущие операции снова. Цель регулировки состоит в том, чтобы светодиод VD3 загорался красным цветом при входном испытательном напряжении 14,5 В.

Рис. 2. Схема подключения батареи.

Для проверки работы таймера, отключите испытательное напряжение от J2 и установите его равным приблизительно 15 В. Нажав кратковременно на ключ S1 (рис. 2) убеждаются в красном свечении светодиода VD3. По истечению 4 секунд VD3 должен светиться зеленым цветом.

Теперь регулятор откалиброван и готов к применению. Отключите устройство с испытательным напряжением и напряжение сети, затем установите перемычку в разъем Л.

При работе с зарядным устройством важно обеспечить непосредственное его соединение с заряжаемой батареей. Наличие в цепи заряда диодов, резисторов и другой электроники нежелательно.

По материалам QST, may 2001. В. LEWIS.

Перевод В. Коновалов. РМ-03-17.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЯГУШКА

   При потере родного зарядного от мобильника или смартфона, на помощь приходят недорогие универсальные зарядки для 3,7 вольтовых литиевых аккумуляторов, так называемые лягушки (или жабки). У них есть регулируемые контакты, к которым напрямую подключается аккумулятор, предварительно вытащенный из телефона. Конечно это создаёт некоторые неудобства (нужно постоянно снимать крышку, сбивается время), но иногда это единственный выход, когда зарядка от редкого китайского телефона утеряна.

Инструкция по использованию зарядного устройства

   Зарядное устройство "лягушка" предназначено для зарядки Li-Ion аккумуляторов, которые используются в сотовых телефонах, GPS приемниках и фотоаппаратах. Работает оно от сети 110-220 В. Выходное напряжение 4,2 вольта, ток 200 мА. Заряд происходит автоматически и контролируется микросхемой, причём он автоматически отключается при достижении необходимого уровня. Стандартное время заряда – 1,5 часа.


   Надо зажать аккумулятор в лягушку так, чтобы контакты зарядного устройства находились на клеммах + и – аккумулятора. Если на аккумуляторе 3 или 4 контакта – обычно требуется использовать 2 крайних. Если полярность подключения правильная, то при нажатии кнопки TE (левая) загорится первый зеленый светодиод CON. Если не горит – нажмите правую кнопку CO (переполюсовка) и повторите нажатие первой кнопки. На некоторых лягушках CON может гореть при подключении без нажатия на кнопку – тоже правильная полярность. Также уже есть модели, которые полярность определят автоматически. Соответственно там нет правой кнопки переполюсовки.

   Если все нормально – CON горит зеленым, включаем в розетку 220В. Загорается PW и начинает гореть или мигать CH (charge – заряд). По окончании заряда загорается правый светодиод FUL (full – полный). Если CON не загорается вообще, возможно аккумулятор сел в ноль. Тогда подключите произвольно в любой полярности и воткните на 5 минут в сеть (недолго – это не страшно). Если CH будет мигать, то заряд идет и все правильно, иначе смените полярность правой кнопкой и посмотрите, как тогда будет вести себя CH. Если сразу горит PW и FUL то вероятнее всего аккумулятор в лягушке не контачит (так светодиод горит вообще без аккумулятора) – придвиньте его к контактам.

Инструкция по ремонту ЗУ "лягушка"

   Что касается полностью неработающего ЗУ - тут просто ищите сгоревшую деталь. Но иногда попадаются некачественные зарядники, когда при подключении к «лягушке» аккумулятора ток заряда меньше указанного. Не 200 ± 50 мА, а в несколько раз меньше. Таким образом, батарея просто недозаряжается. С уменьшением зарядного тока на выходе уменьшается и конечное напряжение на «полностью заряженном» аккумуляторе. Отсюда и малый ресурс аккумулятора при установке в телефон. Когда световая сигнализация зарядного устройства сигнализировала об окончании заряда, напряжение на аккумуляторе было всего 3,9В. Почему так происходит? Скорее всего дело в разбросе параметров. Небольшое отклонение в номиналах резисторов влечёт изменение общей характеристики устройства.

Принципиальная схема ЗУ лягушка

   Заменив постоянные резисторы R14 и R15 (нумерация деталей на схеме соответствует нумерации деталей на печатной плате) на многооборотный подстроечный резистор марки СП3-39А номиналом 10 Ком, открывается возможность точно выставить выходной ток. После замены выставил ток на уровне 250 мА, что примерно соответствует указанному параметру на корпусе зарядного устройства. Можно, естественно, зарядный ток выставить подстроечником по желанию и другой. Когда включается световая сигнализация устройства, извещающая об окончании заряда, то зарядный ток снижается до 70 мА, а напряжение на аккумуляторе устанавливается в пределах 4,15В. Процесс полной зарядки длится около двух часов, то есть как и при зарядке в аппарате родным зарядным устройством. Полную версию инструкции скачайте на форуме.


Самодельная жабка

   Проанализировав несколько схем ЗУ Лягушка, остановился на одной из них. Решил сделать её как приставку к зарядке NOKIA (думаю, они есть у многих, и у меня их несколько завалялось) для заряда аккумулятора Li-ion 18650. В самом зарядном от NOKIA выход с трансформатора почти 7В, что вполне должно хватить для приставки. 


   Для самого аккумулятора нужен будет батарейный отсек, для крепления его на корпусе сбоку. На крышку - выход четырёх светодиодов и микротумблер. А пока, к схеме разработана печатка на CMD и простых радиоэлементах, с установкой сверху платы. Скачайте её здесь.


   Печатка, что приложена, уже отзеркалена, сразу же направляйте на печать. На фото показано просто расположение элементов, как оно должно быть.


   Далее спаял отдельную платку ЗУ, потестировал - прекрасно работает! С указанными деталями на выходе зарядного 4,2В. Поставил Б/у аккумулятор на зарядку - заряд поднимается. Микросхему LM358 поставил паяную, снятую невесть откуда. БП использовал с выходом 6В 0,45А.

   Принципиальную схему нарисовал и проверил - Igoran.

   Форум по зарядным для Li-Ion

   Форум по обсуждению материала ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЯГУШКА

Цепь зарядного устройства аккумулятора операционного усилителя

с автоматическим отключением

В сообщении обсуждаются схемы зарядного устройства с автоматическим отключением аккумулятора на базе двух операционных усилителей IC 741 и LM358, которые не только точны по своим характеристикам, но также позволяют легко и быстро настроить его / нижние пороговые значения.

Идею запросил г-н Мамдух.

Цели и требования схемы

  1. Как только я автоматически подключу внешнее питание, он отключит аккумулятор и запитает систему, в то же время заряжая аккумулятор.
  2. Защита от перезарядки (которая включена в вышеуказанный дизайн).
  3. Индикация разряда и полной зарядки аккумулятора (которые включены в приведенный выше дизайн).
  4. Также я не знаю, по какой формуле можно определить необходимое напряжение на моей батарее для зарядки (батарея будет извлечена из старых ноутбуков. Итого будет 22 В с 6 апм на холостом ходу)
  5. Кроме того , Я не знаю формулы, по которой можно указать, на сколько хватит заряда моей батареи, и как рассчитать время, если я хочу, чтобы батарея прослужила мне два часа.
  6. Кроме того, в систему входит вентилятор процессора. Было бы здорово добавить опцию диммера, мой первоначальный план состоял в том, чтобы варьировать от 26 до 30 В, не нужно больше.

Принципиальная схема

Примечание: Пожалуйста, замените 10K последовательно на 1N4148, на 1K

Конструкция

Во всех моих предыдущих схемах контроллера зарядного устройства я использовал один операционный усилитель для выполнения полной зарядки автоматическое отключение и использовали гистерезисный резистор для включения переключателя зарядки низкого уровня подключенной батареи.

Однако правильный расчет этого гистерезисного резистора для достижения точного восстановления низкого уровня становится немного сложным и требует некоторых проб и ошибок, что может занять много времени.

В предложенной выше схеме контроллера зарядного устройства аккумулятора операционного усилителя с низким уровнем заряда включены два компаратора операционных усилителей вместо одного, что упрощает процедуры настройки и освобождает пользователя от длительных процедур.

На рисунке мы видим два операционных усилителя, сконфигурированных как компараторы для измерения напряжения батареи и для необходимых операций отключения.

Предполагая, что батарея рассчитана на 12 В, предустановка 10K нижнего операционного усилителя A2 установлена ​​так, что его выходной контакт № 7 становится высоким логическим, когда напряжение батареи просто пересекает отметку 11 В (нижний порог разряда), в то время как предустановка верхнего операционного усилителя A1 равна отрегулирован таким образом, что его выход становится высоким, когда напряжение батареи достигает верхнего порога отключения, например, 14,3 В.

Следовательно, при 11 В выход A1 становится положительным, но из-за наличия диода 1N4148 этот положительный вывод остается неэффективным и не может двигаться дальше к базе транзистора.

Аккумулятор продолжает заряжаться, пока не достигнет 14,3 В, когда верхний операционный усилитель активирует реле и прекратит подачу заряда на аккумулятор.

Ситуация мгновенно фиксируется из-за включения резисторов обратной связи между контактами №1 и №3 A1. Реле блокируется в этом положении при полном отключении питания аккумуляторной батареи.

Теперь батарея начинает медленно разряжаться через подключенную нагрузку, пока не достигнет нижнего порогового уровня разряда при 11 В, когда выход A2 принудительно становится отрицательным или нулевым.Теперь диод на его выходе становится смещенным в прямом направлении и быстро размыкает защелку, заземляя сигнал обратной связи с защелкой между указанными контактами A1.

Этим действием реле мгновенно деактивируется и восстанавливается в исходное положение Н / З, и зарядный ток снова начинает течь к батарее.

Эта схема зарядного устройства аккумулятора операционного усилителя с низким уровнем заряда может использоваться в качестве схемы ИБП постоянного тока также для обеспечения непрерывного питания нагрузки независимо от наличия или отсутствия сети, а также для обеспечения бесперебойного питания во время ее использования.

Входной источник зарядки может быть получен от регулируемого источника питания, такого как цепь постоянного тока с переменным постоянным напряжением LM338, извне.

Как установить предустановки
  • Изначально оставьте обратную связь 1k / 1N4148 отключенной от операционного усилителя A1.
  • Переместите ползунок предустановок A1 на уровень земли, а ползунок предустановок A2 переместите в положительное положение.
  • Через источник переменного тока подайте 14,2 В, что является полным уровнем заряда 12 В аккумулятора, через точки «Аккумулятор».
  • Вы увидите срабатывание реле.
  • Теперь медленно переместите предустановку A1 в положительную сторону, пока реле не отключится.
  • Устанавливает полное отключение заряда.
  • Теперь подключите 1k / 1N4148 обратно так, чтобы A1 зафиксировал реле в этом положении.
  • Теперь медленно отрегулируйте переменную подачу до нижнего предела разряда батареи, вы обнаружите, что реле продолжает оставаться выключенным из-за вышеупомянутой реакции обратной связи.
  • Отрегулируйте источник питания до нижнего порогового уровня разряда батареи.
  • После этого начните перемещать предустановку A2 в сторону земли, пока это не установит выход A2 на ноль, что нарушит защелку A1, и включит реле обратно в режим зарядки.
  • Вот и все, схема полностью настроена, запечатайте предустановки в этом положении.
Ответы на другие дополнительные вопросы в запросе приведены в разделе:

Формула для расчета предела отключения полного заряда:

Номинальное напряжение аккумулятора + 20%, например, 20% от 12 В равно 2.4, поэтому 12 + 2,4 = 14,4 В - это напряжение отключения при полной зарядке для батареи 12 В

Чтобы узнать время автономной работы, можно использовать следующую формулу, которая дает приблизительное время автономной работы.

Резервное копирование = 0,7 (Ач / ток нагрузки)

Другой альтернативный вариант для создания схемы автоматического отключения избыточного / недостаточного заряда аккумулятора с использованием двух операционных усилителей можно увидеть ниже:

Как это работает

Предполагая батарея не подключена, контакт реле находится в положении N / C.Поэтому при включении питания схема операционного усилителя не может получать питание и остается неактивной.

Теперь предположим, что разряженная батарея подключена к указанной точке, схема операционного усилителя получает питание от батареи. Поскольку батарея разряжена, она создает низкий потенциал на (-) входе верхнего операционного усилителя, который может быть меньше, чем на контакте (+).

Из-за этого на выходе операционного усилителя верхнего уровня появляется высокий уровень. Транзистор и реле активируются, и контакты реле перемещаются из нормально замкнутого в нормально разомкнутый.Теперь аккумулятор соединяется с источником питания, и он начинает заряжаться.

Когда батарея полностью заряжена, потенциал на выводе (-) верхнего операционного усилителя становится выше, чем на его (+) входе, в результате чего выходной контакт верхнего операционного усилителя становится низким. Это мгновенно отключает транзистор и реле.

Теперь аккумулятор отключен от источника питания.

Диод 1N4148 между (+) и выходом верхнего операционного усилителя фиксируется, так что даже если батарея начинает разряжаться, это не влияет на состояние реле.

Однако предположим, что аккумулятор не снимается с клемм зарядного устройства, и к нему подключена нагрузка, так что он начинает разряжаться.

Когда батарея разряжается ниже желаемого нижнего уровня, потенциал на контакте (-) нижнего операционного усилителя становится ниже, чем на его входном контакте (+). Это мгновенно вызывает высокий уровень на выходе нижнего операционного усилителя, который попадает на контакт 3 верхнего операционного усилителя. Это мгновенно ломает защелку и включает транзистор и реле, чтобы снова начать процесс зарядки.

Дизайн печатной платы

Добавление каскада управления током

Две вышеуказанные конструкции могут быть обновлены с помощью управления током, добавив модуль управления током на основе MOSFET, как показано ниже:

R2 = 0,6 / ток зарядки

Добавление a Устройство защиты от обратной полярности

В вышеуказанные конструкции можно включить защиту от обратной полярности, добавив диод последовательно с положительной клеммой аккумулятора. Катод идет к положительной клемме аккумулятора, а анод - к положительной линии операционного усилителя.

Убедитесь, что к этому диоду подключен резистор 100 Ом, иначе схема не начнет процесс зарядки.

Удаление реле

В конструкции зарядного устройства на базе первого операционного усилителя возможно исключить реле и управлять процессом зарядки через твердотельные транзисторы, как показано на следующей диаграмме:

Как работает схема

  • Предположим, что предустановка A2 отрегулирована на пороге 10 В, а предустановка A1 отрегулирована на пороге 14 В.
  • Предположим, мы подключаем батарею, которая разряжается на промежуточном этапе 11 В.
  • При этом напряжении на контакте 2 A1 будет ниже опорный потенциал контакта 3, в соответствии с настройкой предустановки контакта 5.
  • Это приведет к тому, что на выходном контакте 1 A1 будет высокий уровень, что приведет к включению транзистора BC547 и TIP32.
  • Теперь батарея начнет заряжаться через TIP32, пока напряжение на клеммах не достигнет 14 В.
  • При 14 В, согласно настройке верхнего предустановленного значения, контакт 2 контакта A1 будет выше, чем его контакт 3, в результате чего выход станет низким. .
  • Это мгновенно отключит транзисторы и остановит процесс зарядки.
  • Вышеупомянутое действие также зафиксирует операционный усилитель A1 через 1k / 1N4148, так что даже если напряжение батареи упадет до уровня SoC 13 В, A1 продолжит удерживать низкий уровень на выходе pin1.
  • Затем, когда батарея начинает разряжаться через выходную нагрузку, ее напряжение на клеммах начинает падать, пока не упадет до 9,9 В.
  • На этом уровне, в соответствии с настройкой нижнего предустановленного значения, вывод 5 A2 упадет ниже своего pin6, в результате чего его выходной pin7 становится низким.
  • Этот низкий уровень на выводе 7 A2 подтянет вывод 2 A1 почти до 0 В, так что теперь вывод 3 A1 становится выше, чем его вывод 2.
  • Это немедленно сломает защелку A1, и выход A1 снова станет высоким, позволяя транзистору включиться и начать процесс зарядки.
  • Когда аккумулятор достигает 14 В, процесс повторяет цикл еще раз

Схема автоматического зарядного устройства аккумулятора с одним операционным усилителем

Автоматические зарядные устройства просто не экономичны, но они обеспечивают защиту от перезарядки и потенциальной деградации аккумулятора. чрезвычайно привлекательно.Схема, проиллюстрированная здесь, предназначена для недорогой замены коммерчески доступных полностью автоматизированных зарядных устройств. Идея состоит в том, чтобы выбрать базовое зарядное устройство и установить дополнительный модуль, который будет автоматически проверять состояние батареи и отключать ток заряда, как только батарея полностью зарядится.

Как это работает

Схема просто состоит из компаратора, который проверяет напряжение батареи относительно предварительно установленного эталонного значения. Когда напряжение батареи превышает определенное пиковое значение, реле выключается, в результате чего ток заряда прекращается.Когда напряжение аккумулятора падает ниже определенного указанного нижнего предела, реле активируется, позволяя току заряда снова течь. Операционный усилитель 741 служит компаратором. Напряжение питания операционного усилителя стабилизируется резисторами R3 и D1, поэтому он невосприимчив к колебаниям напряжения батареи.

Опорное напряжение, которое подается на неинвертирующий вход операционного усилителя через резисторы R4 и D2, генерируется через этот стабилизированный источник питания. Опорное напряжение сравнивается с напряжением заряда аккумулятора через резистивный делитель.Когда батарея заряжается, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя наконец становится выше, чем на неинвертирующем входе, в результате чего выход операционного усилителя становится низким, что приводит к отключению T1 и T2. Это приводит к размыканию нормально замкнутого контакта реле, прекращая подачу входного тока заряда в аккумулятор.

При полном уровне заряда аккумулятора загорится светодиод D3, показывая, что он полностью заряжен. Часть выходного напряжения операционного усилителя отправляется обратно на инвертирующий вход через P2 и R5, чтобы предотвратить возврат батареи в режим зарядки при минимальном снижении напряжения батареи.Таким образом, операционный усилитель работает так же, как триггер Шмитта, где P2 определяет уровень гистерезиса или потенциал батареи, при котором выход операционного усилителя может снова стать низким.

Как настроить

Самый простой способ настроить схему - использовать регулируемое стабилизированное напряжение для имитации напряжения батареи.

Определяется входное напряжение около 14,5 В, и P1 настраивается так, что реле просто срабатывает (размыкается). Затем напряжение «батареи» понижается до 12.4 В, и P2 настраивается до тех пор, пока реле снова не подключится и не включится. Поскольку P1 и P2 будут влиять друг на друга, операцию следует выполнять несколько раз.

Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 3,7 В с использованием lm358

Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 3,7 В с использованием lm358. это простая схема, которая эффективно заряжает ваши литий-ионные аккумуляторы.

содержит 3 светодиода, которые будут указывать на выключение питания, индикатор зарядки и индикатор полной зарядки.

3.Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 7 В Схема

Схема зарядного устройства литий-ионного аккумулятора с использованием LM358 печатная плата в сборе

съемка видео
Работа литий-ионных аккумуляторов

Концепция литий-ионной батареи была первоначально задумана в 1970 году и начала получать широкое распространение к 1990 году.

Старые литий-ионные элементы имеют глубокий цикл, что означает, что они могут полностью заряжаться и разряжаться.

Срок службы батареи значительно увеличится, если глубина каждого разряда ограничена до 80 процентов от номинальной емкости.

Жизненный цикл и производительность
Литий-ионные батареи

имеют значительно более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные. в случае применения с глубоким разрядом несоответствие еще больше увеличивается при повышении температуры окружающей среды.

Срок службы циклов каждого химического соединения может быть увеличен за счет ограничения глубины разряда и температуры, но свинцово-кислотная кислота обычно гораздо более чувствительна к каждому из факторов.

В жарком климате, где средняя температура составляет 83 градуса Цельсия.несоответствие между ионами лития и свинцовой кислотой еще больше усугубляется.

Срок службы свинцово-кислотных циклов упадет до 50 процентов в умеренном климатическом режиме в офисе, в то время как литий-ионные останутся стабильными. Температура ручки обычно превышает 49 градусов Цельсия.

Преимущества и недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов
Преимущества
  • Недорогой и простой в изготовлении по стоимости ватт-часа. SLA - наименее дорогая
  • зрелая, надежная и хорошо изученная технология.При правильном использовании SLA долговечен и обеспечивает надежную работу.
  • Низкий саморазряд, скорость саморазряда - одна из самых низких в системе аккумуляторных батарей.
  • Низкие требования к техническому обслуживанию. нет памяти, нет электролита для заполнения, способного к высокой скорости разряда.
Ограничения
  • Аккумулятор Нельзя хранить в разряженном состоянии.
  • низкая плотность энергии для веса до пределов плотности энергии, используемая для стационарного и колесного применения.
  • Позволяет выполнять только ограниченное количество полных циклов разряда, что хорошо подходит для резервных приложений, требующих лишь периодической глубокой разряда.
  • Термический побег можно вылечить неправильной зарядкой.

аккумулятор% 20charger% 20on% 20lm358 техническое описание и примечания по применению

2008 - AXXRSBBU6

Аннотация: E3606
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF E36068-001 AXXRSBBU6 E3606
Держатель литиевой батареи

Реферат: 12AH-1 Контроллер батареи для испарения электролита Br30 BR1632 Переключатель электролита полупроводник Электролит-испарение BR1225 am батареи panasonic
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
6v dc to dc схема мобильного зарядного устройства

Аннотация: принципиальная схема зарядки мобильного устройства ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО БАТАРЕИ HT46R46 Светодиодная схема аккумулятора 6 В, принципиальная схема зарядного устройства 6 В Зарядное устройство для сильноточных аккумуляторов 6 В ЦЕПЬ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА Схема цепи зарядного устройства Мониторинг емкости аккумулятора
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF HT46R46 HA0083E HT46R46 HT-IDE3000 Схема мобильного зарядного устройства 6 в постоянного тока принципиальная схема мобильной зарядки ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО Схема светодиодной батареи 6в Схема зарядного устройства 6в Зарядное устройство для сильноточных аккумуляторов ЦЕПЬ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА 6В электрическая схема зарядного устройства Мониторинг емкости аккумулятора
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
2004 - KML050211

Аннотация: ИНДИКАТОР УРОВНЯ АККУМУЛЯТОРА 42Vpk
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
2003 - зарядное устройство 48в 10А

Аннотация: адаптер постоянного тока 6 В 48 В 30 зарядное устройство LTC1730 АДАПТЕР Цепь переменного тока в постоянный ток 220 В до 6 В выход зарядного устройства 220 В
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF DC384A LTC1730 DC384A LTC1730 зарядное устройство 48v 10A Адаптер постоянного тока 6 в 48v 30 зарядное устройство Цепь адаптера переменного тока в постоянный ток 220В на 6В выход зарядного устройства 220V
a123 systems аккумуляторная батарея

Аннотация: Зарядное устройство BQ2002 NiMH Заметка по применению USB-устройства Li-Ion mn, 36 В, схема зарядного устройства Lifepo4 Lifepo4 Зарядное устройство bq24400 bq2415x, двухэлементная система управления аккумулятором LiFePO4 bq24105RGY, многоэлементное зарядное устройство liion
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 18VIN bq24745 bq24740 bq24721C 30VIN 300/500 кГц QFN-28 bq24750 / 51A 300 кГц аккумуляторная батарея a123 systems Зарядное устройство BQ2002 NiMH Зарядное устройство USB Схема зарядного устройства Li-Ion mn на 36 В Lifepo4 Зарядное устройство Lifepo4 bq24400 bq2415x двухэлементная система управления батареями LiFePO4 bq24105RGY многоэлементное зарядное устройство liion
2012 - свинцово-кислотный аккумулятор

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 12 В постоянного тока 24 В постоянного тока 65x115x135 150x115x135 100x115x135 115Vac 115Vac CB120W свинцово-кислотный аккумулятор
2004-10Полный

Аннотация: IEC-LR03 1500 мАч аккумулятор TPS61070 разряд аккумулятора 12 в 1200 мАч nimh аккумулятор
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF SLVA194 TPS61070 10Полный IEC-LR03 Аккумулятор 1500 мач разряд батареи 12 в 1200 мАч аккумулятор nimh
2010 - S82Y-bat01

Аннотация: LCR122R2PG LC-R123R4PG S82Y-BAT02 LC-R122R2 LCR123R4PG S82YTS01 S8TS-06024 S8T-DCBU-01 S82Y-TS01
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF S8T-DCBU-01 S8T-DCBU-01 24 В постоянного тока S82Y-bat01 LCR122R2PG LC-R123R4PG S82Y-BAT02 LC-R122R2 LCR123R4PG S82YTS01 S8TS-06024 S82Y-TS01
2010 - дизайнерские идеи

Аннотация: LTC2175 LTC2268 LTC4099 Литий-ионная полимерная батарея
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF LTC4099 LTC2262 12-битный 14-битный 25 Мбит / с 150 Мбит / с, 149 мВт 150 Мбит / с дизайнерские идеи LTC2175 LTC2268 Бита из литий-ионного полимера
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
9650se

Реферат: Мониторинг аккумуляторной батареи 9550SXU BBU-MODULE-03
Текст: нет текста в файле


Сканирование OCR
PDF 9550SXU 9650SE 9690SA 9550SXU, 9690SA 9550SX Мониторинг батареи ББУ-МОДУЛЬ-03
AN1793

Аннотация: батарейка типа таблетка APP1793 BR1225 BR1632 BR2330 BR3032 Испарение электролита
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 10-летний com / an1793 AN1793, APP1793, Appnote1793, AN1793 батарейка типа "таблетка" APP1793 BR1225 BR1632 BR2330 BR3032 Испарение электролита
2013 - R2A200

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF R2A20050ANS R03DS0071EJ0100 R2S20050ANS 25 ° C) R2A200
2000 - ЦОП32 СЛЕД

Аннотация: SOh38 PCB FOOTPRINT NVRAM 1KB M41T81 M48Z129Y M48Z129V M48Z128Y M48Z128V M48Z128 M48T18
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF NL-5652 FLNVRAM / 1000 TSOP32 СЛЕД СОХ38 СЛЕД ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ NVRAM 1 КБ M41T81 M48Z129Y M48Z129V M48Z128Y M48Z128V M48Z128 M48T18
2015 - Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CB2410A
2015 - CB245A

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CB245A CB245A
2009 - А / ГКФ 2600

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CT-2600 CT-2600 / E PA26001A01 CT-2600 / E CT-2600 PA26001A01 A / gkf 2600
2005 - NTC 2.2К

Аннотация: LTC4054L LT1512 LT1513 LT1769 ms10 диод LTC4011 LTC4060 TSSOP-16 TSSOP-20
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF batt593) D-73230 I-20156 SE-164 BB110520K NTC 2.2K LTC4054L LT1512 LT1513 LT1769 ms10 диод LTC4011 LTC4060 ЦСОП-16 ЦСОП-20
2015 - CBI243A

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CBI243A CBI243A
1997 - герметичный свинцово-кислотный аккумулятор 12В 7Ач

Аннотация: принципиальная схема стабилизатор зарядного устройства 12 В 2n2222a smt ибп схема с микроконтроллером pic16c73a 8097 методы рукопожатия принципиальная схема зарядное устройство 48 в свинцово-кислотное зарядное устройство 48 вольт принципиальная схема PIC16C711 техническое описание IRF9540 sanyo ni-cd
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF DS30451C-страница герметичный свинцово-кислотный аккумулятор 12В 7Ач принципиальная схема регулятора зарядного устройства 12В 2n2222a smt Схема ИБП с pic16c73a 8097 методы рукопожатия микроконтроллера принципиальная схема свинцово-кислотное зарядное устройство 48 В Схема зарядного устройства 48 вольт PIC16C711 технический паспорт IRF9540 sanyo ni-cd
2012 - Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF DS1323

Аварийный сигнал о полном заряде аккумулятора с использованием LM358 IC

В этом уроке мы собираемся создать очень полезный проект цепи сигнализации полного заряда батареи.Эта цепь сигнализирует о звуковом сигнале, когда аккумулятор полностью заряжен. Его можно использовать со всеми типами аккумуляторов разного напряжения.

На рынке доступно множество автоматических зарядных устройств. Они предотвратят зарядку аккумулятора после его полной зарядки, но у них отсутствует возможность звуковой индикации. С помощью этой звуковой индикации пользователь может подключить следующий аккумулятор для зарядки, что сэкономит время и электроэнергию.

Аппаратные компоненты

1 244 902 1 Конденсатор
С.нет. Компонент Значение Кол-во
1 IC LM358A, NE555 1, 1
3 Стабилитрон 904 904 9024 1 902 902 902 902 904 904 902 902 902 902 902 Светодиод - 1
5 Зуммер - 1
6 Резистор 10 кОм, 1 кОм, 470 Ом 10 мкФ 1
8 Потенциометр 10 кОм, 100 кОм 1, 1
Принципиальная схема

Рабочее пояснение

Работа этой схемы проста.В этой схеме мы используем две микросхемы. Первая микросхема - LM358A, операционный усилитель. Другая микросхема - это микросхема таймера 555. В эту цепь помещается заряжаемый аккумулятор. На входе микросхемы операционного усилителя используется предварительно установленный резистор 10 кОм и стабилитрон 6,2 В.

Когда батарея полностью заряжена, операционный усилитель принимает сигнал и выдает выходной сигнал. Этот выходной сигнал становится входом микросхемы таймера 555. Мы использовали комбинацию резисторов, переменного резистора и конденсатора, чтобы отрегулировать длительность выходного сигнала этой микросхемы таймера 555.Когда он получает сигнал, он выдает выходной сигнал, который включает светодиод и зуммер на заданное время. Таким образом, пользователь будет знать, что аккумулятор полностью заряжен, поэтому он может переустановить аккумулятор с того места, откуда он был извлечен, или вместо этого зарядить другой аккумулятор.

Регулировка контура:

Перед использованием этой схемы вам необходимо сначала выполнить некоторые настройки.

  • Не подключайте аккумулятор к цепи, сначала используйте регулируемый источник питания.
  • Установите напряжение переменного источника питания точно таким же, как напряжение вашей батареи.
  • Отрегулируйте переменный резистор операционного усилителя, пока не загорится светодиод. Это будет предустановленное значение для вашей батареи.
  • Теперь все настройки сделаны, вы можете подключить заряжаемый аккумулятор к этой схеме и использовать его.

Приложения и способы применения

Эту схему можно использовать для батарей разных типов. Его также можно использовать с солнечными зарядными устройствами. Вы получите индикацию, когда батарея полностью заряжена от солнечных батарей.Это поможет вам сэкономить впустую энергию солнечных панелей.

Цепь зарядного устройства батареи

LiFePO4 - Инженерные проекты

Литий-железо-фосфатный аккумулятор LiFePO4 или Li-Fe

- это литий-ионный аккумулятор последнего поколения, популярный среди любителей электроники благодаря своим характеристикам, таким как высокая скорость разряда, безопасность и наименее токсичный из всех типов аккумуляторов. Кроме того, эти батареи более безопасны из-за химического состава. Он содержит очень стабильный фосфатный состав, что позволяет продлить срок службы аккумулятора.Тем не менее, литиевые батареи последнего поколения негорючие по своей природе и способны выдерживать экстремальные условия, например, холода или жгучего тепла. В этой статье мы собираемся обсудить схему зарядного устройства DIY LiFePO4, то есть можно сделать эту простую схему зарядного устройства с легкодоступными электронными компонентами.

В Best Engineering Projects доступны различные другие типы схем зарядного устройства, некоторые из них перечислены ниже:

  1. Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В
  2. Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов
  3. Схема зарядного устройства на базе Arduino

Описание схемы цепи зарядного устройства LiFePO4

Схема зарядного устройства LiFePO4 (рис. 1) разработана на основе операционного усилителя LM358, PNP-транзистора S8550, диода (1N4007) и нескольких других пассивных компонентов, таких как резистор, конденсатор и т. Д.

Здесь используется операционный усилитель

LM358, поскольку он известен большим коэффициентом усиления постоянного напряжения, большим логическим размахом выходного напряжения (VLS) и имеет широкий диапазон источников питания как для одиночного, так и для двойного источника питания. Операционный усилитель используется здесь в режиме компаратора, он сравнивает выходное напряжение от батареи с напряжением питания. PNP-транзистор T1 действует как переключатель, который включается только тогда, когда напряжение заряжаемой батареи ниже заданного напряжения. Коммутационное действие транзистора T1 контролируется операционным усилителем.Выходное напряжение транзистора проходит через диод D1. Диод D1 выполняет две функции: одна для остановки протекания тока от батареи к цепи, а другая - для понижения напряжения до определенного уровня.

Эта схема состоит из трех светодиодов, двух светодиодов красного цвета и одного светодиода зеленого цвета. Свечение LED1 (красный цвет) указывает на то, что батарея заряжается, а горящий LED2 (зеленый цвет) указывает, что батарея полностью заряжена. Свечение светодиода LED3 (красный цвет) указывает на то, что в цепи имеется питание.

Резисторы R7 в сочетании с резистором R8 для подачи опорного напряжения от батареи на неинвертирующий вход (вывод 3) схемы компаратора, построенной с использованием операционного усилителя LM358.Резистор R6 в сочетании с LED3 (индикатор питания) обеспечивает фиксированное опорное напряжение на инвертирующем входе (вывод 2) операционного усилителя LM358.

Эта схема разработана как одноэлементное зарядное устройство LiFePO4 (3,2 В), которое обеспечивает ожидаемую выходную мощность 3,6 В.

Работа схемы

Когда заряжаемая батарея подключена к BUC, операционный усилитель получает напряжение от батареи на ее неинвертирующий вывод. Фиксированное опорное напряжение доступно на инвертирующем входе (контакт 2), а сигнальное напряжение от батареи доступно на неинвертирующем входе (контакт 3).Напряжение на неинвертирующей клемме переменное и зависит от напряжения батареи

Случай 1: Когда аккумулятор не полностью заряжен:

Когда напряжение на неинвертирующем входе меньше опорного напряжения, выход операционного усилителя становится низким, что дополнительно переводит транзисторный транзистор T1 в состояние «включено». В результате аккумулятор начинает заряжаться и LED1 загорается.

Случай 2: Когда аккумулятор полностью заряжен:

Когда напряжение на неинвертирующем выводе превышает опорное напряжение, выход операционного усилителя становится высоким, что дополнительно переводит транзистор T1 в состояние ВЫКЛ. В результате светодиод индикатора полного заряда (LED2) начинает светиться.Никакое напряжение не будет следовать за батареей, потому что напряжение на аноде ниже, чем напряжение на катоде диода.

При разработке этой схемы мы должны убедиться, что значения компонентов должны быть равны списку компонентов. Для настройки выхода можно изменить значения резисторов (R2, R7 и R8).

Таким образом, эта схема обеспечивает выходное напряжение 3,6 В при 250 мА, что подходит для батареи до 3,2 В при 2500 мАч.

Мы можем отметить это, LED1, светодиод, указывающий на зарядку, может мигать, что может быть связано с компаратором, и это абсолютно нормально.Таким образом, для устранения таких проблем можно использовать микросхему компаратора с гистерезисом.

Схема печатной платы

Схема

PCB схемы зарядного устройства LiFePO4 разработана с использованием Altium Designer. На рисунке 3 показана сторона пайки, а на рисунке 4 - компонентная сторона схемы печатной платы. Фактический размер печатной платы со стороны пайки и со стороны компонентов можно скачать по ссылке ниже.

Щелкните здесь, чтобы загрузить печатную плату со стороны пайки и со стороны компонентов.

Для безопасного размещения аккумулятора рекомендуется использовать держатель хорошего качества, а для длительного использования также рекомендуется подходящий корпус для зарядного устройства LiFeO4.

После завершения строительства мы обеспечиваем источник питания стабильным напряжением 5 В постоянного тока, подаваемый через порт USB, или регулируемый источник питания, или адаптер питания USB. Если наша схема изготовлена ​​правильно, то загораются LED2 и LED3. Теперь, когда вольтметр подключен к держателю батареи CON2, значение напряжения постоянного тока близко к 3.Видно 6 В. Затем, после того, как мы поместим разряженную батарею LiFeO4 в ее держатель, мы увидим, что LED1 будет светиться, указывая на то, что батарея начала заряжаться.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Зарядное устройство Little LiFePO4 | Электроника для вас

Эта схема одноэлементного зарядного устройства LiFePO4 (фосфата лития-железа) основана на операционном усилителе LM358 (операционном усилителе) и паре недорогих и простых в использовании компонентов. Он может питаться от любого USB-порта или стандартного адаптера питания USB.В нем не используются какие-либо сложные в обращении устройства для поверхностного монтажа (SMD) или миниатюрные микросхемы.

Аккумуляторы

LiFePO4 наиболее известны своей безопасностью из-за их чрезвычайно стабильного химического состава на основе фосфатов. Кроме того, эти новые типы литиевых батарей по своей природе негорючие. Следовательно, они могут выдерживать суровые условия, будь то мороз или жара. Даже при возникновении опасных событий (столкновение или короткое замыкание) они не взрываются и не загораются, что значительно снижает вероятность причинения вреда.Химический состав фосфатов также продлевает срок службы батарей.

Одноэлементные батареи LiFePO4 теперь доступны любителям электроники. Они также доступны в виде предварительно смонтированных зарядных плат / модулей LiFePO4 у онлайн-продавцов. Большинство таких китайских модулей (1S / 3,2 В) построено на базе 16-контактной микросхемы QFN - TP5000, как показано на рис. 1.

Рис.1: Аккумулятор LiFePO4 1S и модуль зарядного устройства TP5000

Схема и работа

Принципиальная схема маленького зарядного устройства LiFePO4 показана на рис.2. Используемый в схеме pnp-транзистор S8550 (T1) направляет входной постоянный ток в батарею через кремниевый диод 1N4007 (D1). Транзистор T1 управляется операционным усилителем LM358 (IC1). Характеристики IC1 включают низкое смещение, диапазон синфазного входного сигнала относительно земли и возможность высокого дифференциального входного напряжения. Зеленый светодиод 1 служит индикатором зарядки, а светодиод 2 указывает на то, что аккумулятор полностью заряжен. LED3 работает как индикатор питания, но он также обеспечивает фиксированное опорное напряжение на инвертирующем входном контакте 2 IC1.

Рис. 2: Принципиальная схема маленького зарядного устройства LiFePO4

К клеммам аккумулятора подключена сеть резисторов на 1,2 кОм (R7 и R8). Выход из соединения этой резисторной сети поступает на неинвертирующий входной вывод 3 IC1. Поскольку схема разработана как одноэлементное зарядное устройство LiFePO4 (3,2 В), она сконфигурирована так, чтобы выдавать рекомендуемый выходной сигнал 3,6 В.

Когда напряжение подключенной батареи (BUC) ниже порогового напряжения, транзистор T1 начинает заряжать батарею, и LED1 загорается, показывая, что процесс зарядки продолжается.Когда напряжение LiFePO4 батареи превышает определенный предел, зарядный ток постепенно уменьшается, и, наконец, T1 отключается IC1, чтобы остановить дальнейшую зарядку. Это происходит сразу после того, как напряжение батареи достигает ожидаемого уровня 3,6 В, о чем свидетельствует свечение светодиода LED2 и выключение LED1. Позже, когда напряжение батареи упадет ниже порогового уровня, зарядное устройство автоматически перезапустит новый цикл зарядки, если батарея, которая должна заряжаться, находится в держателе, подключенном к CON2.

Строительство и испытания

Небольшого кусочка перфорированной печатной платы (или нулевой печатной платы) достаточно для построения этой схемы.Компоновка печатной платы для маленького зарядного устройства показана на рис. 3, а расположение его компонентов - на рис. 4. После сборки схемы на перфорированной плате или печатной плате подключите источник постоянного тока 5 В через CON1. Авторский прототип представлен на рис. 5.

Рис. 3: Схема печатной платы зарядного устройства LiFePO4 4: Компоновка компонентов печатной платы Рис. 5: Авторский прототип зарядного устройства LiFePO4
Скачать печатную плату и схему компонентов PDF:
нажмите здесь

Для надежного размещения аккумулятора рекомендуется использовать качественный одноячеечный держатель батареи 18650.Вы можете сделать хороший корпус для зарядного устройства LiFePO4, если хотите использовать его в течение длительного времени.

После сборки запитать схему (без батареи LiFePO4) стабильным источником постоянного тока 5 В через порт USB, адаптером питания USB или регулируемым лабораторным источником питания. Если все в порядке, вы увидите светодиоды LED2 (полная зарядка) и LED3 (питание). Если вы подключите вольтметр к держателю батареи (CON2), он покажет напряжение постоянного тока, близкое к 3,6 В. Теперь, когда вы вставляете батарею LiFePO4 в держатель, LED1 (зарядка) будет светиться, а LED2 погаснет.

Примечание. Эта схема проста, но также имеет некоторые внутренние ограничения, например:

  1. Поскольку значения всех компонентов являются критическими, схема должна быть подключена точно так, как показано на схеме.
  2. Авторский прототип был успешно протестирован с аккумулятором LiFePO4 3,2 В / 2500 мАч и источником питания USB 5 В / 700 мА (с максимальным зарядным напряжением 3,6 В и максимальным током зарядки 250 мА). Возможно, вам придется немного изменить значения резисторов R2, R7 и R8 для точной настройки схемы зарядного устройства.
  3. Иногда индикаторы зарядки и полной зарядки (LED1 и LED2) могут работать не так, как ожидалось, и может наблюдаться слабое (тусклое) свечение. Если это произойдет, просто проигнорируйте это.
  4. Операционный усилитель
  5. IC1 используется здесь в качестве компаратора без гистерезиса. Часто это приводит к тому, что индикатор зарядки ненадолго подпрыгивает вперед и назад (случайное мерцание), особенно когда уровень напряжения батареи пересекает (и повторно пересекает) пороговую область.

T.K. Хариендран - разработчик электроники, бета-тестер оборудования, автор и рецензент

Rac 5

Когда я ремонтировал зарядные устройства RAC, у меня не было принципиальной схемы, и мне пришлось методично отследить силовую часть.Как только я определил, что транзистор Q2 управляет выходными полевыми МОП-транзисторами, я не стал проводить никаких дальнейших исследований в области более низкой мощности.

Я был очень рад, что со мной связался Фил Харрис G4SPZ, которому принадлежит аналогичная модель зарядного устройства Ring RCB320 *, которое ему удалось отремонтировать в 2020 году, заменив перегоревшие диоды выпрямителя AR501.

Фил обнаружил мой веб-сайт и был благодарен за то, что нашел полную принципиальную схему.

Вместе с доктором Филом Кадманом G4JCP они проанализировали работу схемы, чтобы попытаться установить, как работает автоматический контроль заряда.Ниже приводится их краткое изложение.

Обратите внимание, что на принципиальной схеме присутствует как минимум одна ошибка; резистор R17 (200 кОм) должен быть показан подключенным к GND, а не к положительной линии. Как показано на рисунке, схема никогда не могла работать.

Скорость заряда выбирается путем изменения ответвлений первичной обмотки сетевого трансформатора. Напряжение переменного тока, возникающее на вторичных обмотках, полностью выпрямляется четырьмя силовыми диодами AR501 - волн. Первоначально при подключении 12-вольтовой батареи делитель потенциала R10 и R24 вызывает включение операционного усилителя B в двойном операционном усилителе IC2 (LM358) и загорается оранжевый светодиодный индикатор «зарядки».После подключения к сети напряжение на клеммах батареи контролируется делителем потенциала, образованным 1% резисторами R16, R4 и реостатом VR1, за вычетом 0,7 В, падающих на диод D4 с прямым смещением. VR1 позволяет регулировать напряжение отключения в диапазоне от 13,2 вольт до максимум 15,4 вольт. Когда VR1 находится в середине положения , предположительно до , установленного на заводе, зарядка будет отключена , когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет 14,3 В.

Управляющим элементом является программируемый шунтирующий регулятор IC1 (TL431) с внутренней точностью 2.Опорное напряжение 5 В, которое сравнивается с потенциалом, приложенным к его клемме «регулировки». IC1 обычно выключен, но по мере роста напряжения на зарядной батарее напряжение, подаваемое на клемму «регулировки» IC1 от делителя потенциала R16- R4- VR1, увеличивается пропорционально. Как только потенциал постоянного тока, сглаженный E2, превысит 2,5 В в этой точке, TL431 быстро перейдет с непроводящего на . Это выключает Q3, что выключает Q2, снимая положительный привод с силовых полевых МОП-транзисторов M1 и M2 и прерывая ток заряда.В то же время катод IC1 заземляет базу Q5, включая Q5 и прикладывая положительный потенциал к контактам 3 и 6 IC2. Это приводит к выключению усилителя B и одновременному включению усилителя A, гасению оранжевого светодиода «зарядка» и загоранию зеленого светодиода «полностью заряжен». Усилитель A включает Q6, Q4 также включается и через R15 (220 кОм) повышает положительный потенциал, приложенный к клемме «Adjust» IC1, примерно до 2,7 В, надежно фиксируя его в состоянии ON. IC1 остается зафиксированным, и дальнейшая зарядка запрещается, пока защелка не будет сброшена путем отключения питания от сети и отсоединения 12-вольтовой батареи.

Функция 18-вольтного стабилитрона Z1 и транзистора Q1, по-видимому, заключается в отключении автоматической цепи определения напряжения- при зарядке 24-вольтовых батарей; Q1 приводится в насыщение с подключенной батареей 24 В, а клемма «отрегулировать» IC1 будет удерживаться практически на нуле коллектором Q1. Можно только предположить, что вторичное напряжение трансформатора в режиме 24 В было выбрано для ограничения тока в полностью заряженной 24-вольтовой батарее до безопасного уровня.Назначение стабилитрона Z2 на 15 В состоит в том, чтобы ограничить напряжение источника затвора , подаваемое на полевые МОП-транзисторы, до уровня ниже максимально допустимого для устройств значения +20 вольт. Назначение схемы, состоящей из E6, R29, TVS-диода Z4, резистора R30 и опто- ответвителя U1 (PC815), по-видимому, заключается в подавлении переходных процессов, предназначенном для предотвращения ложного срабатывания схемы завершения заряда- из-за дугового разряда или индуктивной обратной связи.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *