Схемы зарядных устройств: Схемы зарядных устройств для автомобильных АКБ: как сделать своими руками

Схемы импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: принцип действия

Импульсное зарядное устройство – помощник автомобилиста и не только. Оно заряжает аккумуляторную батарею в нескольких режимах, кроме импульсного. В режиме постоянного тока или комбинированном варианте. Такое зарядное устройство применимо для зарядки батареи с нулевым значением.

Содержание

1. Принцип действия
2. Особенности
3. Специальный режим зарядки
4. Преимущества и недостатки
5. Виды зарядных устройств
6. Самодельные зарядки для АКБ
7. Схема зарядки для экстренных случаев
8. Модели ИЗУ

Принцип действия

Действие такого зарядного устройства основано на генерации высокой частоты, повышающей выходное напряжение, поступающее по сети. В устройстве содержится система фильтров, регулирующих величину напряжения.

Аккумулятор получает величину, необходимую для его зарядки. При полной батарее, зарядное устройство переходит в режим хранения, что способствует сохранению величины заряда.

Особенности

Предлагаемые в продаже зарядники делятся на несколько видов:

• Ручные. Отличаются небольшой ценой. Но требуют пристального внимания в процессе зарядки.
• Полуавтоматические. Отличаются от ручных, тем, что необходимо следить только за временем зарядки батареи.
• Автоматические. Процесс зарядки полностью автоматизирован. Водителю нужно лишь подключить батарею к заряднику. Главное условие – соблюдение полярности.

Время зарядки зависит от степени разряженности батареи и вида зарядного устройства. Оно может быть до 20 часов.

Специальный режим зарядки

Интересно ИЗУ тем, что обладают особым режимом зарядки в экстренных ситуациях. Если аккумулятор полностью разряжен, а автомобиль необходим, то можно использовать BOOST.

Такой режим позволяет запустить аккумулятор даже в том случае, если батарея была в минусе. Этот метод можно использовать в крайних случаях, поскольку он приводит к быстрому износу батареи.

ИЗУ имеют ряд преимуществ. Малые габариты позволяют взять его с собой в поездку и воспользоваться в критической ситуации. Несложное устройство, особенно у автоматов. Использовать его может даже начинающий автолюбитель.

Преимуществом, опять же, автомата является автономный процесс зарядки. Человеческое участие в нём не требуется. Наличие защитных функций. В продвинутых вариантах есть и подсказки, если действия совершаются не верно.

Как недостатки таких устройств можно отметить достаточно высокую стоимость и сложность в починке. В остальном ИЗУ интересен и привлекателен для всех категорий автомобилистов.

Виды зарядных устройств

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи не более 6 лет. При условии качественного его обслуживания и надлежащей эксплуатации. Соблюдение правил эксплуатации особенно актуально в зимних условиях. Даже в случае нормальной работы аккумулятор требует периодической проверки и подзарядки.

Для подзарядки батареи можно использовать трансформаторные или импульсные зарядники.

Недостатком трансформаторной зарядки является большой вес. Но они отличаются надежностью.

Исходя из ситуации можно использовать зарядное устройство, когда нужно зарядить аккумулятор или проверить его работоспособность.

В экстренной ситуации можно использовать пусковое устройство для батареи. Их главное отличие — портативность. Применять их можно тогда, когда нет возможности дать аккумулятору полноценную зарядку. Пуско-зарядное включает в себя функции и зарядки, но для работы такого устройства требуется подключение к сети. 

Выбирая зарядное устройство, ориентироваться необходимо прежде всего на аккумуляторную батарею. Номинал АКБ может располагаться в диапазоне от 6 вольт. Наиболее востребованный вариант 12 вольт, но есть вариант с 24 вольт.

Универсальным решением будет импульсный автомат. Такой вид зарядника самостоятельно выбирает нужный режим работы и отслеживает уровень зарядки.

В ситуации, когда есть нужда в зарядном устройстве, а его нет или оно не работает, зарядку можно изготовить самостоятельно.

Самодельные зарядки для АКБ

Для изготовления зарядника необходим паяльник и небольшие навыки и знания в области электротехники. С помощью варианта, рассчитанного на 6 и 12 В можно зарядить большинство АКБ с ёмкостью в диапазоне от 10 до 120 А/ч.

Для такого устройства понадобится выпрямитель и понижающий трансформатор Т1. Выпрямительные диоды VD2-VD5 позволяют отрегулировать ток зарядника. Для измерения нужен амперметр с диапазоном 30А.

Можно использовать и подручный материал. Например, компьютерный блок питания. Дополнительной составляющей будет ШИМ-контроллёр TL494. Таким устройством можно зарядить батарею до 10 А.

Схема зарядки для экстренных случаев

Если аккумулятор не заряжается после морозной ночи, а необходимость в автомобиле велика, помочь в ситуации могут источник постоянного напряжения и сопротивление ограничения тока.

Основной элемент — зарядное устройство ноутбука. Плюсом будет внутренний вход, а минусом внешний контур штекера. Ограничителем может выступать лампа из салона машины.

Воспользоваться можно и блоком питания компьютера. Если есть не нужный рабочий блок, то он может послужить для создания вполне надежного зарядника. Минусом такой зарядки будет её длительность.

После использования любого зарядного устройства обязательна проверка напряжения в АКБ. Для этого используется тестер.

Модели ИЗУ

Выбор ИЗУ должен основываться на характеристиках аккумулятора, который предполагается заряжать. Выбрать устройство можно из предлагаемых отечественными и зарубежными производителями.

Voin VL 156 (6-12) импульсный автомат с несколькими режимами зарядки и удобным дисплеем. Хорош наличием нескольких уровней защиты.

Master Watt. Полуавтоматическое компактное импульсное устройство. Его можно применять для зарядки любых типов аккумуляторов. Поскольку это полуавтомат, то над процессом зарядки необходим периодический контроль.

KeePower Medium. Компактный «умный» автомат. Реализована возможность определения скорости зарядки в устройстве.

Также может использовать для подзарядки любых видов аккумуляторных батарей. Отличительной чертой такого ИЗУ является функция диагностики возможных неисправностей АКБ.

Как вам статья?

как сделать своими руками, принцип работы

Содержание

1. Принцип работы зарядного устройства
2. Виды электрических схем ЗУ
3. На 12 вольт
4. На 18 вольт
5. Основы по самостоятельному изготовлению

Срок службы механической части аккумуляторного шуруповерта намного превышает период эксплуатации батареи и зарядного устройства. В случае с выходом из строя АКБ особой альтернативы нет. Аккумулятор подлежит замене, попытки восстановления далеко не всегда заканчиваются удачно и длительного эффекта не дают. Вышедшее из строя (или утерянное) зарядное устройство можно заменить самодельным блоком.

Принцип работы зарядного устройства

Зарядное устройство предназначено для пополнения энергией аккумуляторной батареи (или единичного элемента). Происходит это посредством пропускания постоянного (или импульсного однополярного) тока через АКБ. В гальваническом элементе (батарейке) химическая реакция, в результате которой возникает ЭДС, происходит самопроизвольно. В аккумуляторе эта реакция является возобновляемой и инициируется прохождением тока. Электрическая энергия превращается в химическую, а затем снова в электрическую.

Чтобы заставить процесс протекать, ток должен идти по направлению из источника к аккумулятору. Для этого выходное напряжение источника должно превышать напряжение на заряжаемом элементе, а ток заряда должен ограничиваться:

• на уровне 0,1-0,2С (номинальной емкости аккумулятора) – самый благоприятный режим для АКБ, но занимает много времени;
• в пределах от 0,2С до 0,35С – заряд происходит примерно в два раза быстрее, режим считается приемлемым;
• заряд током около 1С позволяет очень быстро пополнить запас энергии, но плохо влияет на срок службы АКБ – элемент может перегреться или выйти из строя даже в процессе зарядки.

Кроме формирования постоянного тока и потребного напряжения, зарядное устройство должно позволять контролировать эти параметры с помощью встроенных вольтметра и амперметра, и иметь возможность их регулировки. Еще лучше поддерживать эти характеристики автоматически, формируя наиболее благоприятный режим заряда аккумулятора.

Виды электрических схем ЗУ

Сделать зарядное устройство для шуруповерта можно самостоятельно. Для этого понадобится схема, набор электронных компонентов, паяльник с расходными материалами и определенные навыки и квалификация.

Перед выбором схемы надо учесть несколько моментов:

• импульсное зарядное устройство легче, компактнее, у него выше КПД, но оно сложнее в сборке и наладке;
• если режим зарядки и контроль ее завершения будет поддерживаться автоматически, то для NiCd, NiMH и Li-ion аккумуляторов алгоритм будет различаться – для первых двух типов зарядка производится стабилизированным током, литий-ионный заряжается по двухступенчатой (в некоторых случаях – трехступенчатой) схеме.

Две ступени заряда литий-ионных батарей.

Номинальный ток ЗУ определяется мощностью элементов силовой цепи (трансформаторов, диодов, транзисторов), и их надо подбирать в соответствии с необходимостью.

На 12 вольт

Схема простого зарядного устройства на 12 вольт, в котором параметры зарядки надо поддерживать вручную, не требует высокой квалификации для сборки и не нуждается в наладке.

Схема простого зарядного устройства.

Ток устанавливается потенциометром, параметры контролируются по амперметру и вольтметру. Трансформатор можно подобрать готовый, с напряжением на вторичной обмотке 12-15 вольт – например, ТПП-48 или ТПП-201-208. Параметры других элементов, от которых не зависит максимальный ток, указаны на схеме. Остальные выбираются в зависимости от потребного выходного тока.

Элемент	Требуемый ток	Тип
VD1-VD4	До 1 А	1N4001 (1N400X)
	1А и выше	1N5400 (1N540X)
VT1	До 1 А	КТ815
	1А и выше	КТ829

По мере снижения зарядного тока его надо подстраивать до выбранного значения. Если производится зарядка током до 0,2С, процесс может занять до 16 часов, поэтому ручное поддержание параметров крайне неудобно.

Зарядные устройства с автоматическим поддержанием параметров и алгоритмами, соответствующими типу аккумулятора, часто строят на микроконтроллерах. Схемы и прошивки можно найти в сети.

Пример схемы зарядника на микроконтроллере (без прошивки неработоспособна).

Также зарядные устройства строят на специализированных микросхемах. В качестве примера приведена схема зарядного устройства на MAX713 для никель-кадмиевых аккумуляторов. Очевидно, что схема достаточно сложна, но она универсальна (для различных напряжений), имеет режим тренировочного цикла и обеспечивает оптимальный режим зарядки, а также своевременное ее завершение. Это приводит к увеличению срока службы батарей.

Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов.

На 18 вольт

Принципиально схемы зарядных устройств для шуруповертов на 18 вольт не отличаются от 12-вольтовых. В большинстве случаев они приводятся к нужному номиналу настройкой параметров или (как в приведенной выше импульсной схеме) переустановкой перемычек. В схеме простого зарядного устройства достаточно применить трансформатор с большим выходным напряжением. Так, ТПП-209 имеет обмотку с напряжением 20 вольт. При его использовании можно заряжать 18-вольтовые аккумуляторы.

Основы по самостоятельному изготовлению

Независимо от предпочитаемого зарядного устройства, электронные компоненты надо расположить на плате и соединить согласно схеме. Самый простой способ – применить кусочек макетной платы (беспаечную применять категорически не рекомендуется – она не сможет обеспечить надежный контакт в течение длительного времени).

Единственный минус макетной платы – низкая эстетическая составляющая. Если это не устраивает будущего владельца, можно изготовить печатную плату в домашних условиях. Неплохие результаты дает метод ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Ее суть в том, что рисунок платы распечатывается на лазерном принтере на специальной (или просто глянцевой журнальной) бумаге.

Рисунок платы, распечатанный на журнальной бумаге.

Потом рисунок переводится с помощью утюга на медное покрытие заготовки из фольгированного материала и травится.

Заготовка из фольгированного текстолита с переведенным рисунком.

Более сложный способ – с фоторезистом (жидким или пленочным). Для его реализации потребуется ультрафиолетовая лампа. Зато возможности этого метода намного выше.

Готовая к травлению плата с рисунком из фоторезиста.

Вытравить плату можно в классическом растворе хлорного железа. Более доступна и удобна другая смесь:

• 100 мл аптечной перекиси водорода;
• 30 грамм порошка лимонной кислоты;
• 2-3 чайные ложки поваренной соли.

После травления любым способом плата промывается в большом количестве проточной воды, покрытие рисунка смывается растворителем. Плата сушится, в ней сверлятся отверстия, и после облуживания она готова к монтажу.

Готовая плата, полученная методом ЛУТ.

Рисунок платы можно разработать в бесплатной программе. Например, легко осваивается Sprint LayOut. При достижении определенной квалификации можно освоить более сложные программы для разработки печатных плат, но их придется приобрести или воспользоваться бесплатными версиями с урезанными возможностями (их достаточно, чтобы закрыть 90% потребностей домашнего мастера). При разработке платы надо предусматривать возможность установки мощных транзисторов и диодов на радиаторы. Для этого должно быть предусмотрено место на плате, либо элементы располагают на краю – чтобы привинтить их на внешние теплоотводы.

Рекомендуем к просмотру: Зарядное для шуруповерта из того, что было в доме.

Если схема позволяет крепить силовые элементы непосредственно на радиатор, то транзисторы или диоды надо сажать на теплопроводящую пасту. Если не позволяет – через изолирующие слюдяные или упругие прокладки. По окончании сборки надо изготовить корпус для устройства или сделать его самостоятельно. На передней панели располагают органы управления и индикации. Для подключения аккумуляторов можно смонтировать посадочное место с контактами от вышедшего из строя ЗУ.

Устройство для зарядки аккумуляторов шуруповерта несложно собрать самостоятельно. Схему (и, соответственно, уровень автоматизации) надо выбирать под собственную квалификацию.

Схемы импульсных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов: принцип действия

Принцип действия

Действие такого зарядного устройства основано на генерации высокой частоты, повышающей выходное напряжение, поступающее по сети. В устройстве содержится система фильтров, регулирующих величину напряжения.

Аккумулятор получает величину, необходимую для его зарядки. При полной батарее, зарядное устройство переходит в режим хранения, что способствует сохранению величины заряда.

Особенности

Предлагаемые в продаже зарядники делятся на несколько видов:

• Ручные. Отличаются небольшой ценой. Но требуют пристального внимания в процессе зарядки.
• Полуавтоматические. Отличаются от ручных, тем, что необходимо следить только за временем зарядки батареи.
• Автоматические. Процесс зарядки полностью автоматизирован. Водителю нужно лишь подключить батарею к заряднику. Главное условие – соблюдение полярности.

Время зарядки зависит от степени разряженности батареи и вида зарядного устройства. Оно может быть до 20 часов.

Специальный режим зарядки

Интересно ИЗУ тем, что обладают особым режимом зарядки в экстренных ситуациях. Если аккумулятор полностью разряжен, а автомобиль необходим, то можно использовать BOOST.

Такой режим позволяет запустить аккумулятор даже в том случае, если батарея была в минусе. Этот метод можно использовать в крайних случаях, поскольку он приводит к быстрому износу батареи.

Общая характеристика

Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.

Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током. При использовании блока питания постоянного напряжения ток для правильной зарядки должен составлять одну десятую часть от ёмкости батареи. Если ёмкость АКБ составляет 50 А-ч, то для зарядки необходим ток 5 ампер.

Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности. Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз. Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.

Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи. Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.

Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.

Преимущества и недостатки

ИЗУ имеют ряд преимуществ. Малые габариты позволяют взять его с собой в поездку и воспользоваться в критической ситуации. Несложное устройство, особенно у автоматов. Использовать его может даже начинающий автолюбитель.

Преимуществом, опять же, автомата является автономный процесс зарядки. Человеческое участие в нём не требуется. Наличие защитных функций. В продвинутых вариантах есть и подсказки, если действия совершаются не верно.

Как недостатки таких устройств можно отметить достаточно высокую стоимость и сложность в починке. В остальном ИЗУ интересен и привлекателен для всех категорий автомобилистов.

Виды зарядных устройств

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи не более 6 лет. При условии качественного его обслуживания и надлежащей эксплуатации. Соблюдение правил эксплуатации особенно актуально в зимних условиях. Даже в случае нормальной работы аккумулятор требует периодической проверки и подзарядки.

Для подзарядки батареи можно использовать трансформаторные или импульсные зарядники.

Недостатком трансформаторной зарядки является большой вес. Но они отличаются надежностью.

Исходя из ситуации можно использовать зарядное устройство, когда нужно зарядить аккумулятор или проверить его работоспособность.

В экстренной ситуации можно использовать пусковое устройство для батареи. Их главное отличие — портативность. Применять их можно тогда, когда нет возможности дать аккумулятору полноценную зарядку. Пуско-зарядное включает в себя функции и зарядки, но для работы такого устройства требуется подключение к сети.

Выбирая зарядное устройство, ориентироваться необходимо прежде всего на аккумуляторную батарею. Номинал АКБ может располагаться в диапазоне от 6 вольт. Наиболее востребованный вариант 12 вольт, но есть вариант с 24 вольт.

Универсальным решением будет импульсный автомат. Такой вид зарядника самостоятельно выбирает нужный режим работы и отслеживает уровень зарядки.

В ситуации, когда есть нужда в зарядном устройстве, а его нет или оно не работает, зарядку можно изготовить самостоятельно.

Самодельные зарядки для АКБ

Для изготовления зарядника необходим паяльник и небольшие навыки и знания в области электротехники. С помощью варианта, рассчитанного на 6 и 12 В можно зарядить большинство АКБ с ёмкостью в диапазоне от 10 до 120 А/ч.

Для такого устройства понадобится выпрямитель и понижающий трансформатор Т1. Выпрямительные диоды VD2-VD5 позволяют отрегулировать ток зарядника. Для измерения нужен амперметр с диапазоном 30А.

Можно использовать и подручный материал. Например, компьютерный блок питания. Дополнительной составляющей будет ШИМ-контроллёр TL494. Таким устройством можно зарядить батарею до 10 А.

Схема зарядки для экстренных случаев

Если аккумулятор не заряжается после морозной ночи, а необходимость в автомобиле велика, помочь в ситуации могут источник постоянного напряжения и сопротивление ограничения тока.

Основной элемент — зарядное устройство ноутбука. Плюсом будет внутренний вход, а минусом внешний контур штекера. Ограничителем может выступать лампа из салона машины.

Воспользоваться можно и блоком питания компьютера. Если есть не нужный рабочий блок, то он может послужить для создания вполне надежного зарядника. Минусом такой зарядки будет её длительность.

После использования любого зарядного устройства обязательна проверка напряжения в АКБ. Для этого используется тестер.

Схема своими руками

Самое простое зарядное устройство можно соорудить, используя микросхему LM317. Она отлично подходит для других интегральных схем, обеспечивает надёжный и сильный сигнал.

Читайте также:  Электросхемы фрезерных станков 6Р82, 6Р82Г, 6Р82Ш, 6Р83, 6Р83Г, 6Р83Ш, 6P12, 6P13схемы, описание, характеристики

Её начинка имеет защиту от короткого замыкания, поэтому они вам будут не страшны. Подробно схему можно изучить на фото.

Напряжение на плату подаётся через специальные клеммы, которые питаются от независимого блока. Подробные схемы разбора ищете на тематических сайтах и автомобильных блогах.

Модели ИЗУ

Выбор ИЗУ должен основываться на характеристиках аккумулятора, который предполагается заряжать. Выбрать устройство можно из предлагаемых отечественными и зарубежными производителями.

Voin VL 156 (6-12) импульсный автомат с несколькими режимами зарядки и удобным дисплеем. Хорош наличием нескольких уровней защиты.

Master Watt. Полуавтоматическое компактное импульсное устройство. Его можно применять для зарядки любых типов аккумуляторов. Поскольку это полуавтомат, то над процессом зарядки необходим периодический контроль.

KeePower Medium. Компактный «умный» автомат. Реализована возможность определения скорости зарядки в устройстве.

Также может использовать для подзарядки любых видов аккумуляторных батарей. Отличительной чертой такого ИЗУ является функция диагностики возможных неисправностей АКБ.

Популярное;

• Простой стабилизатор напряжения к зарядному устройству
• Импульсное, простое зарядное устройство для автомобильного АКБ
• Зарядное устройство автомобильного АКБ с ШИ-регулировкой тока
• Зарядное устройство для авто из БП от светодиодной ленты
• Компактное ЗУ для автомобильного аккумулятора
• Зарядное устройство для АКБ очень высокого качества
• Автоматическое зарядное устройство с автоотключением.
• Автоотключение любого ЗУ автомобиля при завершении зарядки, схема

Как собрать простое импульсное ЗУ самому

Собрать импульсное зарядное устройство своими руками довольно сложно даже хорошо подготовленному автолюбителю. К тому же придётся подыскивать электронные компоненты, которые есть далеко не в каждом магазине. Использование деталей б/у тоже риск, так как, по сути, это «кот в мешке», их придётся проверять, для чего понадобится специальная аппаратура.

Схема

Достаточно взглянуть на приведённую ниже схему импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, причём далеко не самую замысловатую, чтобы убедиться в его сложности:

Однако выход есть! Можно использовать работоспособный блок питания, вытащив его из отработавшего своё компьютера. Мощность извлечённого модуля должна быть не меньше 150 Вт. Но, как показывает практика, надёжнее (чтобы не тратить зря время) приобрести недорогой БП, например, с заводским обозначением S-120-12. Купить его можно в известном китайском интернет-магазине. Прелесть этого изделия не только в том, что оно нуждается в минимальной переделке, но и в том, что в нём уже имеется заводская защита от КЗ и перегрузок.

В блоке на лицевой панели уже есть подстроечное сопротивление, позволяющее регулировать напряжение в пределах 1 В. Однако для ЗУ этого явно недостаточно: требуется диапазон хотя бы 9–20 В. Чтобы переделать блок, найдите кроме подстроечного резистора обычный, обозначаемый как R1 с номиналом 5 кОм. Его нужно поменять на сопротивление в 2,7 кОм. В свою очередь «подстроечник» номиналом в 1 кОм заменяется на такой же сопротивлением 5 кОм. Теперь можно будет регулировать напряжение в требуемом диапазоне. Чтобы повысить мощность БП, поменяйте электролитические конденсаторы в 1000 мкФ (этакие «бочонки») на такие же, но рассчитанные на напряжение не 16, а 25 В (они такого же размера и точно подойдут к месту). Если есть желание, можно добавить в схему прибор, измеряющий силу тока и напряжение, как это показано на схеме импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора ниже:

публичных цепей с пометкой «зарядное устройство» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-7 из 7. Сортировать по недавно измененное имя

	Солнечный эксперимент ОБЩЕСТВЕННЫЙ Схема BigCliveDotCom «Простейшее солнечное освещение с использованием батареи старого телефона» по дхаанам | обновлено 05 мая 2020 г. батарея зарядное устройство вел солнечный
	Регулятор T90a rev2 ОБЩЕСТВЕННЫЙ Это схема регулятора напряжения постоянного тока, которую я построил для зарядки и работы портативной радиостанции Icom T90a от моей машины. парабузлом | обновлено 28 октября 2014 г. автомобильное зарядное устройство зарядное устройство ветчина радиолюбитель портативный хт иком радио т90а
	мобильное зарядное устройство на 9 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ Я использую это для зарядки моего Nokia 5230, когда у меня нет питания от плагина. У меня есть батареи 2×9 В, подключенные параллельно, они обеспечивают выход ~ 5 В, что хорошо для большинства телефонов и айподов. Хотя я не проверял. .. от СиндриК | обновлено 28 мая 2013 г. зарядное устройство мобильный Телефон
	Емкостное зарядное устройство/десульфатор ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Серисман | обновлено 10 апреля 2013 г. зарядное устройство десульфатор
	Автомобиль USB Ipod Iphone ОБЩЕСТВЕННЫЙ Томмазо Микелутти | обновлено 26 марта 2013 г. зарядное устройство iphone-ipod USB регулятор напряжения
	ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕФОНА 9 В USB (с дополнительной солнечной панелью) ОБЩЕСТВЕННЫЙ от nsteffine | обновлено 03 ноября 2012 г. 9в альтоид зарядное устройство панель Телефон солнечный USB
	Разряженные батареи для зарядного устройства USB 5 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ Целью этого проекта является эффективное и рентабельное использование разряженных щелочных батарей типа АА. В конечном итоге это расширится до двух цепей для переключения между: A) понижением до 5 В, в то время как… по клаппи | обновлено 22 мая 2012 г. аа батареи зарядное устройство USB

Другие теги

555 7805 переменный ток в постоянный активный фильтр усилитель аналог а также анод аттенюатор atx аудио автомобильный отклонение группы запрещенная зона поведенческий точка смещения БЖТ сулит мост-выпрямитель кнопка калькулятор каскадные фильтры каскод катод смос кольпиты компенсация источник постоянного тока токоограничивающий текущее зеркало текущий монитор регулятор тока дак постоянный ток в переменный устройство-моделирование дифференциал дифференциатор цифровой диод делитель эмиттерный повторитель Обратная связь фильтр лететь обратно обратноходовой диод частотная область полная волна гитара радиолюбитель высокая частота высокоскоростной высокое напряжение хв гистерезис IC катушка зажигания индукция индуктивный индуктивная нагрузка первоначальные условия инструментальный усилитель интегратор инвертирование jfet Лаплас вел светодиодная матрица сдвиг уровня освещение липо лм317 тензодатчик логический вентиль НЧ механический микроконтроллер микрофон мосфет двигатель мультивибратор неинвертирующий нелинейный ни выемка Закон Ома операционный усилитель оптический или же осциллятор параллельно пассивный пассивный фильтр печатная плата сдвиг фазы фотодиод фоторезистор фототранзистор пьезо растения потенциометр сила источник питания блок питания предусилитель тянуть вниз остановить ШИМ радиоуправляемый релаксационный осциллятор реле резистор-лестница резонанс рф рлк ПЗУ насыщенность триггер Шмитта датчик серии серводвигатель сигнал свеча зажигания стабильность степпер подведение итогов суперпозиция переключение постоянная времени трансформатор транзистор транслинейный твин-т делитель напряжения регулятор напряжения волновая арифметика проводка хнор xor стабилитрон переключение при нулевом напряжении

---

О CircuitLab

CircuitLab — это встроенный в браузер программный инструмент для создания схем и моделирования цепей, который поможет вам быстро проектировать и анализировать аналоговые и цифровые электронные системы.

• Дом CircuitLab
• Примеры цепей
• Блог
• Форумы
• О нас
• Часто задаваемые вопросы
• Документация
• Вопросы и ответы по электронике
• Учебник по электронике

Цепь зарядного устройства литий-ионного аккумулятора с использованием MCP73831

Electronics CircuitsPower Electronics

AdminПоследнее обновление: 22 августа 2022 г.

2 7,968 3 минуты чтения

---

СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Схема зарядного устройства литий-ионного зарядного устройства
• 2 Особенности MCP73831
• 3 Применение MCP73831
• 4 PIN0109
• 6 Проектирование и заказ печатных плат в Интернете

Схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов

Этот пост посвящен испытанному образцу схемы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов, которое можно использовать для зарядки любого литий-ионного аккумулятора с напряжением 3,7 В, 500 мА. батарея с использованием источника питания 5 В постоянного тока (USB, солнечная панель, адаптер постоянного тока). Схема разработана с использованием микросхемы MCP73831/2 IC. MCP73831 — это высокотехнологичный линейный контроллер управления зарядом для использования в ограниченных по площади и чувствительных к цене приложениях. Эта ИС использует алгоритм заряда постоянным током/постоянным напряжением с выбираемым предварительным кондиционированием и окончанием заряда.

Итак, давайте узнаем об микросхеме MCP73831, а также о ее особенностях и способах реализации. Его также называют миниатюрным одноэлементным, полностью интегрированным литий-ионным литий-полимерным контроллером управления зарядом.

---

Особенности MCP73831

Давайте обсудим характеристики зарядного устройства MCP73831 Li-Ion/Li-Po 4,2 В, 500 мА. Его характеристики следующие:

1. Линейный контроллер управления зарядом:

— Встроенный проходной транзистор
— Встроенный датчик тока
– Защита от обратного разряда
02.

Высокоточная регулировка заданного напряжения: +0,75%
03. Четыре варианта регулировки напряжения: 4,20 В, 4,35 В, 4,40 В, 4,50 В
04. Программируемый ток заряда: от 15 мА до 500 мА
05 , Алгоритм зарядки постоянным током и постоянным напряжением с выбираемым окончанием зарядки с предварительным кондиционированием.
06. Выбираемое управление окончанием зарядки: 5 %, 7,5 %, 10 % или 20 %
07. Значение постоянного тока можно установить с помощью 1 внешнего резистора.
08. Автоматическое отключение питания: ограничивает зарядный ток в зависимости от температуры кристалла при высокой мощности и высокой температуре окружающей среды.
09. Терморегуляция: оптимизирует время цикла зарядки, поддерживая надежность устройства
10. Диапазон температур: от -40°C до +85°C
11. Упаковка:
– 8-выводная, 2 мм x 3 мм DFN
– 5- Свинец, SOT-23

---

Применение MCP73831

MCP73831 имеет широкий спектр применения в небольших портативных устройствах благодаря своим миниатюрным размерам и лучшим возможностям управления батареями. Некоторые из устройств, в которых он широко используется:

1. Зарядные устройства для литий-ионных/литий-полимерных аккумуляторов
2. Помощники по персональным данным
3. Сотовые телефоны
4. Цифровые фотоаппараты
5. MP3-плееры
6. Bluetooth-гарнитуры
7. Зарядные устройства USB

---

Контакты Описание MCP73831

1. Выход состояния зарядки (STAT)
STAT выводится для подключения к светодиоду для индикации состояния зарядки. В качестве альтернативы можно применить подтягивающий резистор для взаимодействия с хост-микроконтроллером. STAT — это логический выход с тремя состояниями на MCP73831 и выход с открытым стоком на MCP73832.

2. Контрольное значение 0 В для управления батареями (VSS)
Подсоедините к отрицательной клемме батареи и входному источнику питания.

3. Выход управления зарядом аккумулятора (VBAT)
Подсоедините к положительной клемме аккумулятора. Клемма стока внутреннего P-канального проходного МОП-транзистора. Байпас на VSS с минимальной емкостью 4,7 мкФ для обеспечения стабильности контура при отключенной батарее.

4. Питание входа управления батареями (VDD)
Рекомендуется напряжение питания от [VREG (типовое) + 0,3 В] до 6 В. Байпас на VSS с минимальной емкостью 4,7 мкФ.

5. Набор регулирования тока (PROG)
Токи предварительного кондиционирования, быстрой зарядки и завершения масштабируются путем размещения резистора от PROG к VSS. Контроллер управления зарядом можно отключить, разрешив входу PROG плавать.

---

Разработка схемы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов 3,7 В, 500 мА

Это самое маленькое зарядное устройство для литий-ионных/литий-полимерных аккумуляторов, поэтому оно всегда под рукой, его можно держать в любой коробке. Его также легко использовать. Просто подключите входной контакт к любому USB-порту или любому источнику постоянного тока 5 В, а литий-полимерный или литий-ионный аккумулятор 3,7 В/4,2 В к выходному разъему на другом конце.

Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать по тщательно контролируемой схеме постоянного тока/постоянного напряжения (CV-CC), которая является уникальной для этого химического элемента. Перезарядка и небрежное обращение с литий-ионным аккумулятором могут привести к необратимому повреждению или нестабильности и потенциальной опасности!

Зарядка выполняется в три этапа: сначала предварительная зарядка, затем быстрая зарядка постоянным током и, наконец, подзарядка постоянным напряжением для поддержания заряда батареи. Ток заряда по умолчанию составляет 100 мА, поэтому он будет работать с аккумулятором любого размера и портом USB. Если вы хотите, вы можете легко изменить его на режим 500 мА, припаяв перемычку на задней панели, когда вы будете заряжать только аккумуляторы емкостью 500 мАч или больше.

---

Разработка и заказ печатных плат в Интернете

Если вы не хотите собирать схему на макетной плате и вам нужна печатная плата для проекта, то эта печатная плата для вас.

Сначала я разработал схему с помощью EasyEDA. Затем я преобразовал схему в печатную плату. Печатная плата зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов выглядит примерно так, как показано ниже.

Файл Gerber для печатной платы приведен ниже. Вы можете просто загрузить Gerber-файл и заказать печатную плату из https://www.nextpcb.com/

Загрузите Gerber-файл: MCP73831 Плата зарядного устройства LiPo батареи

Теперь вы можете посетить официальный сайт NextPCB, нажав здесь: https://www.nextpcb.com/ . Таким образом, вы будете перенаправлены на веб-сайт NextPCB .

Теперь вы можете загрузить файл Gerber на веб-сайт и разместить заказ. Качество печатной платы превосходное и высокое. Вот почему большинство людей доверяют NextPCB для PCB & 9.0153 Услуги ЦСВА .

Компоненты можно собирать на печатной плате.

Статьи по теме

Схема зарядного устройства для ионно-литиевых аккумуляторов: распределение нагрузки

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

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

 

Примечания к этой статье

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

 

Что

Не делать Что делать

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

Рисунок 1. Часто простой и очевидный подход не т лучший метод. Параллельное подключение системной нагрузки к аккумулятору создает множество потенциальных проблем и опасностей.

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

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

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

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

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

 

1. Отключить загрузку системы во время зарядки

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

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

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

Pro’s

1. Требуется только один основной компонент.
2. Быстрая зарядка аккумулятора, так как зарядное устройство питает только аккумулятор.
3. Вам нужно беспокоиться о цепи только тогда, когда она находится в условиях нагрузки от батареи.

Con’s

1. Не позволяет использовать систему во время зарядки.

 

2. Прием мощности нагрузки во время зарядки

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

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

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

При использовании этого метода важно понимать ограничения источника питания.

Например:

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

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

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

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

Pro’s

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

Коннекторы

1. Нагрузка может перегрузить входной источник зарядки, что приведет к повреждению.
2. Система должна знать, когда она заряжается, что усложняет конструкцию системы.
3. Требует, чтобы система учитывала разницу в напряжении между входным источником питания и аккумулятором.

 

3. Распределение нагрузки с помощью ИС тракта питания

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

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

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

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

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

Pro’s

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

Con’s

1. Дороже
2. Выбор деталей меньшего размера

 

Заключение

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