Простейшее зарядное устройство для двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов типа AA


Сейчас уже почти вся портативная электроника питается от встроенных аккумуляторов и заряжается от универсальных зарядных устройств с разъемами типа USB. Но, несмотря на это, большинство портативных радиовещательных приемников по-прежнему питаются от гальванических батарей.

Это всегда было неудобно и невыгодно, особенно сейчас, когда стоимость «батареек» уже достаточно высока. Хорошим выходом из положения могут быть батареи составленые из аккумуляторов соответствующего типоразмера. Но их нужно периодически извлекать из приемника и устанавливать в зарядное устройство.

Что тоже не очень удобно. Все же мы уже привыкли «телефон ставить на зарядку», хотелось бы и приемник так же. Большинство портативных приемников питаются от двух гальванических элементов «АА» или от двух аналогичных по размеру аккумуляторов.

В первом случае номинальное напряжение батареи ЗV, во втором 2,4-2,8V. Мой 9-диапазонный радиоприемник «JINRU-KR-Э» хорошо работал от двух Ni/Mh аккумуляторов и при снижении напряжения питания до 2V, и даже ниже.

Очень неудобно было только то, что нужно аккумуляторы периодически вынимать и заряжать. Поэтому, было большое желание сделать внутреннее зарядное устройство. Установить на корпусе приемника разъем типа «тісго-USB» или пусть даже «USB» и заряжать аккумуляторы от стандартного блока питания для сотовых телефонов.

Как известно, на выходе такого блока питания имеется номинальное напряжение 5V. Ток, обычно не ниже 0,5А. При этом, напряжение полностью заряженной батареи из двух Ni/Mh аккумуляторов будет ЗV, а уровень, при котором требуется зарядка около 2V.

Принципиальная схема

Для зарядки такой батареи от стандартного зарядного устройства для сотового телефона вполне годится простейшая схема, показанная на рисунке 1.

Здесь есть только один токоограничивающий резистор и ничего больше. Так сказать «дешево и сердито». При этом, вполне можно продолжать пользоваться приемником и в процессе зарядки.

На зарядку батареи из аккумуляторов емкостью 2000mA/h уйдет около 12 часов.

Схема зарядки двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов AA от зарядного устройства сотового телефона

Рис. 1. Схема зарядки двух Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов AA от зарядного устройства сотового телефона.

Но у такой простоты есть и важный недостаток. В данной схеме нет контроля зарядки. То есть, нужно засекать время, чтобы не перезарядить аккумулятор. В связи с этим, было разработано другое, более надежное автоматическое зарядное устройство, схема которого показана на рисунке 2.

Схема автоматического зарядного устройства

В нем есть компаратор, который следит за напряжением на аккумуляторной батарее, и когда оно опускается до уровня около 2V включает зарядку. А выключает зарядку при достижении напряжения ЗV.

Ограничение тока зарядки, как и в первой схеме, осуществляется при помощи постоянного резистора сопротивлением 10 ом. Рассмотрим работу схемы.

Компаратор выполнен на операционном усилителе микросхемы А1. Питается она напряжением 5V, поступающим на разъем Х1 от типового зарядного устройства для сотовых -телефонов.

На инверсном входе создается напряжением смещения при помощи стабилизирующей цепи, состоящей из светодиода HL2 и резистора R3. Светодиод выбран АЛ307Д (желтого цвета) потому что номинальное прямое напряжение падения на нем составляет 2,5V. Это важно. На прямой вход операционного усилителя поступает напряжение с аккумулятора через резистор R4.

Пока напряжение на батарее G1+G2 не ниже 2V напряжение на прямом входе А1 оказывается ниже напряжения на инверсном. И на выходе А1 устанавливается низкое напряжение.

Полевой транзистор VТ1 закрывается и ток через него и резистор R1 на аккумулятор не поступает. Транзистор VТ2 тоже закрыт и индикаторный светодиод HL1 не горит (HL1 может быть любым индикаторным светодиодом, независимо от напряжения падения).

Когда напряжение на аккумуляторной батарее G1+G2 опускается ниже 2V напряжение на прямом входе А1 становится больше напряжения на инверсном входе.

На выходе А1 устанавливается единица. Это приводит к тому, что открывается полевой транзистор VТ1, и через него, резистор R1 и диод VD1 на аккумулятор поступает зарядный ток.

Транзистор VТ2 тоже открывается, и через него поступает ток на индикаторный светодиод HL1, указывающий на то, что идет зарядка.

В то же время резистор R5 несколько повышает напряжение на прямом входе А1. Это повышение приводит к тому, что для обратного переключения компаратора на А1 требуется уже напряжения около ЗV на аккумуляторной батарее.

Как только аккумуляторная батарея заряжается до ЗV напряжение на прямом входе А1 снова становится ниже напряжения на инверсном входе.

Компаратор на А1 переключается и на выходе А1 устанавливается логический ноль. Транзисторы VТ1 и VТ2 закрываются. Гаснет индикаторный светодиод HL1 и отключается аккумуляторная батарея.

Резистор R5 снижает напряжение на прямом входе А1 так, чтобы обратное переключение произошло только при снижении напряжения на аккумуляторной батарее до 2V.

Схема автоматического зарядного устройства для Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов AA

Рис. 2. Схема автоматического зарядного устройства для Ni-Mh пальчиковых аккумуляторов AA.

Диод VD1 исключает разряд аккумулятора через цепи зарядного устройства при отключении сетевого блока питания напряжением 5V, включенного в разъем Х1.

Вся схема монтируется внутри корпуса приемника. В моем случае, это сделано объемным монтажом. Если размеры корпуса приемника не позволяют в нем разместить данную схему, можно её сделать и выносной.

При выборе деталей нужно уделить больше внимания светодиоду HL2. Он здесь не для индикации, а для создания стабильного опорного напряжения на инверсном входе компаратора на ОУ А1.

Нужен светодиод с прямом напряжением падения 2,4-2,5V. Этому параметру соответствуют светодиоды АП307Д и другие желтые из серии АЛ307.

Возможно, есть и другие с таким прямым напряжением. Налаживание заключается в тщательном подборе сопротивления резистора R5 таким образом, чтобы зарядка включалась при напряжении на аккумуляторе около 2V, а выключалась при напряжении на нем же около ЗV. Транзистор IRLU014 можно заменить на 2SK1059, 2SK2231, IRLU024 и другие аналогичные.

Наумов В. А. РК-01-2019.


1 726 Зарядные устройства
зарядное устройство аккумулятор Ni-MH аккумулятор
Оставить комментарий:

cashback