Зарядное устройство для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА от USB


Несмотря на то, что сейчас есть очень много портативной аппаратуры, питающейся от встроенных аккумуляторов, остается еще и много аппаратуры, рассчитанной на питание от гальванических элементов типо-размера «ААА» или «АА». Это создает определенные трудности эксплуатации, потому что гальванические элементы приходится часто менять, а стоят они не так уж и мало. Есть выход из положения в использовании вместо них аккумуляторов такого же типоразмера («ААА» или «АА»).

Но это требует приобретения зарядного устройства. К тому же, если гальванический элемент можно использовать до самого конца, а потом выбросить, то аккумулятор разряжать слишком сильно крайне не рекомендуется, так как это приводит к резкому снижению его срока службы.

Здесь приводится схема зарядного устройства для батареи из двух аккумуляторов типо-размера «АА» или «ААА», которое можно встроить в сам аппарат. Схема будет ограничивать разряд аккумулятора и индицировать то, что он уже заряжен, и зарядку следует прекратить. А источником питания данного устройства будет служить типовой стандартный блок питания -зарядное устройство для сотовых телефонов и других «гаджетов», с выходным разъемом типа «USB» и выходным напряжением 5V.

Для большинства Ni-MH аккумуляторов типо-размера «АА» или «ААА» номинальным является напряжение 1.2-1.3V, при этом разрядка ниже 0,9V не допускается, потому что может повредить аккумулятор. А напряжение полной зарядки 1,45-1,5V. Соответственно, для батареи из двух аккумуляторов, значения будут: минимальное напряжение 1,8V, номинальное 2,4-2,6V, полная зарядка 2,9-ЗV.

Принципиальная схема 

На рисунке показана схема встроенного блока зарядного устройства. Он рассчитан на батарею состоящую из двух последовательно включенных Ni-MH аккумуляторов номинальным напряжением 1.2-1.3V каждый типо-размера «АА» или «ААА».

Схема зарядного устройства от USB для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА

Рис. 1. Схема зарядного устройства от USB для батареи из двух Ni-MH аккумуляторов АА.

Схема состоит из двух узлов, - узла контроля разрядки и узла контроля зарядки.

Узел контроля разрядки выполнен на микросхеме А1 типа KIA7019 представляющей собой индикатор снижения напряжения ниже 1,9V (об этом говорят цифры «19» в маркировке).

Суть работы микросхемы в следующем. Выводами 1 и 2 она подключается к источнику напряжения, величину которого нужно контролировать. На выходе микросхемы есть транзисторный ключ с открытым коллектором. Его коллектор выведен на вывод 3, а эмиттер соединен с выводом 2.

Пока напряжение более 1,9V этот транзистор закрыт. Но при снижении напряжения до 1,9V и ниже, он открывается. В данной схеме питание на потребитель поступает через ключ на полевом транзисторе КП501. Пока напряжение батареи более 1,9V выходной ключ микросхемы А1 закрыт.

И на затвор полевого транзистора VТ1 поступает открывающее напряжение через резистор R1. Он открыт, и через его канал питание поступает на потребитель.

Как только аккумуляторная батарея разряжается на столько, что напряжение на ней опускается до 1,9V или ниже, ключ на выходе микросхемы А1 открывается. Он шунтирует затворную цепь полевого транзистора VТ1 и напряжение на его затворе снижается на столько, что VТ1 закрывается.

Питание на потребитель перестает поступать. Таким образом происходит ограничение разряда аккумулятора, - если он разряжен слишком сильно потребитель просто отключается.

Узел, контролирующий зарядку аккумуляторной батареи выполнен на микросхеме А2. Эта микросхема по своей работе и назначению аналогична А1, но у неё другое пороговое напряжение. Это КІА7029, и, следовательно, пороговым для неё является напряжение 2,9V.

Зарядка осуществляется от внешнего зарядного устройства, в качестве которого используется универсальное зарядное устройство для сотовых телефонов. Его выходное напряжение 5V, а разъем для подключения типа USB. При подключении такого зарядного устройства ток от него поступает на аккумуляторную батарею через резистор R3 и диоды VD1 и VD2. Резистор служит для ограничения величины зарядного тока, а диоды снижают напряжение на суммарную величину прямого напряжения на каждом из них.

Пока аккумулятор еще не заряжен полностью напряжение на нем будет ниже 2,9V, поэтому выходной ключ микросхемы А2 будет открыт. Через него будет поступать ток на светодиод HL1, который своим свечением индицирует что в данный момент идет процесс зарядки аккумуляторов. После того как аккумуляторы будут полностью заряжены, напряжение на аккумуляторной батарее достигнет величины в 2,9V.

Выходной транзистор микросхемы А2 закроется и светодиод HL1 погаснет. Это будет означать то, что зарядка завершена и нужно отключить зарядное устройство.

Детали и конструкция

Как уже сказано выше, это встраиваемая схема, которую можно встроить внутрь портативного аппарата, питающегося от батареи из двух аккумуляторов «АА» или «ААА».

Схема простая, содержит мало деталей и эти детали малогабиритны, поэтому, если это, например, портативный радиоприемник или какой-то пульт дистанционного управления, проблем с поиском места для монтажа быть не должно.

Если же слишком уж тесно, можно схему контроля разрядки разместить внутри аппарата, а схему контроля зарядки разместить в корпусе выносного зарядного устройства. Но в этом случае, будет невозможна зарядка от любого универсального зарядного устройство для сотовых телефонов, а только от переделанного.

Цоколевка KIA7019, KIA7029, КП501

Рис. 2. Цоколевка KIA7019, KIA7029, КП501.

Аппарат, питающийся от данной схемы не должен потреблять ток более 150 мА. Иначе может выйти из строя транзистор VТ1. В принципе, для карманного радиоприемника или какого-то пульта управления, этого более чем достаточно, но если нужен более высокий выходной ток нужно подумать о другом ключе.

Нужно заменить транзистор КП501 более мощным, но при этом выбрать такой полевой ключевой транзистор на замену, который полностью открывается при напряжении исток-затвор не более 2V. Иначе схема просто не будет работать.

Можно отказаться от отключения потребителя, и сделать только индикацию. Транзистор VТ1 из схемы исключается и потребитель подключается непосредственно к аккумуляторной батарее. А вместо R1 нужно подключить красный индикаторный светодиод. Он будет загораться, когда аккумулятор сильно разряжен.

Но это не самое лучшее решение, потому что светодиод будет еще больше разряжать аккумулятор.

Лыжин Р. РК-01-2019.


1 96 Зарядные устройства
зарядное устройство аккумулятор аккумуляторная батарея Ni-MH аккумулятор
Оставить комментарий:

cashback