Зарядное устройство для Ni-Mh и Ni-Cd аккумуляторов

В настоящее время в большом количестве портативной электронике огромнейшую популярность набирают Ni-Mh и Ni-Cd аккумуляторы, которые буквально заполонили рынок. В связи с этим, возникает необходимость их зарядки. Да, безусловно, на том же рынке имеется множество зарядных устройств, специализирующихся на данном типе аккумуляторов, но иногда хочется собрать своими руками и с самоудовлетворением пользоваться.

В этой статье будут представлены две схемы зарядных устройств для Ni-Mh и Ni-Cd аккумуляторов, которые были предложены И. Нечаевым в журнале Радио 2020 №6.

Автор схемы предлагает для создания данного типа зарядного устройства применить импульсный понижающий DC-DC преобразователь напряжения. Такое решение я считаю рациональным, так как использование линейных стабилизаторов в зарядном устройстве будет сопровождаться потерями в связи с их низким КПД. Это будет иметь большое значение при питании зарядного устройства от портативного аккумулятора (Power Bank).

Схема зарядного устройства для двух Ni-Mh или Ni-Cd аккумуляторов

Схема зарядного устройства для двух Ni-Mh и Ni-Cd аккумуляторов

Схема выполнена на основе интегрального импульсного понижающего DC-DC преобразователя ST1SO3. Его особенностью является частота переключения 1.5МГц, что обеспечивает малые габариты дросселя L1.

Основные технические характеристики ST1S03

Тип ….. Step Down

Входное напряжение ….. +3…16В

Максимальное выходное напряжение …. +5В

Выходной ток ….. до 1.5А

Максимальная температура …. 1500C

Микросхема ST1SO3 является не такой уж и распространенной, но, по словам автора, они в достатке применялись в старых CD приводах и жестких дисках.

На схеме имеется опечатка, вместо TL341 должно быть обозначение TL431.

Выходное напряжение зарядного устройства устанавливается значением потенциала на выводе обратной связи (FB) микросхемы DA1 с помощью потенциометра R2.

Потенциометр R3 устанавливает порог срабатывания светодиода HL1 при окончании процесса зарядки. Он засвечивается, когда аккумуляторы заряжены.

Начальный ток заряда, при полностью разряженных аккумуляторах, устанавливается подбором резистора R1.

Когда аккумуляторы заряжены полностью или не подключены к зарядному устройству, то практически все выходное напряжение падает на резисторах R2 и R3 и через резистор R1 протекает минимальный ток. В этот момент, со среднего вывода R3 снимается напряжение, которое поступает на вход DA2, в данный момент это напряжение будет превышать порог (2.5В) срабатывания TL431 и она откроется, засветив светодиод HL1.

При подключении разряженных аккумуляторов к выводам XT1-XT4, через резистор R1 начнет протекать ток заряда, и на нем будет падать часть выходного напряжения, а на резисторах R2 и R3 падение снизится до напряжения разряженных аккумуляторов. Говоря проще, выходное напряжение зарядного устройства останется постоянным, но распределится между резистором R1 и параллельно соединенными резисторами R2 и R3. Потенциал на входе микросхемы DA2 снизится ниже ее порога срабатывания и светодиод HL1 перестанет светиться.

По мере заряда аккумуляторов, напряжение на R2 и R3 будет расти, а протекающий через резистор R1 ток будет снижаться.

Схема зарядного устройства для одного Ni-Mh или Ni-Cd аккумулятора

Схема зарядного устройства для одного Ni-Mh и Ni-Cd аккумулятора

Начинка и принцип работы схемы зарядного устройства для одного Ni-Mh или Ni-Cd аккумулятора схожи с устройством на два аккумулятора, представленного ниже.

Резистором R4 устанавливается выходное напряжение зарядного устройства, до которого будет заряжен аккумулятор. Максимальный ток заряда устанавливается подбором сопротивления R3 (при 8.2Ом ток = 100мА).

Схема индикации заряда работает следующим образом. При полностью заряженном или отключенном от зарядного устройства Ni-Mh или Ni-Cd аккумуляторе ток через резистор R2 протекает минимальный, и на нем практически нет падения напряжения. Транзистор VT1 закрыт и светодиод HL1 не засвечен. При подключении к устройству разряженного аккумулятора, через R2 начинает течь ток заряда, при этом на нем образуется падение напряжения, вследствие которого открывается транзистор VT1 и светодиод засвечивается. Подбором сопротивления R2 устанавливается ток, при котором гаснет светодиод HL1 и аккумулятор считается заряженным.

Компоненты

При токе заряда более 150мА автор схемы рекомендует заменить VT1 на КТ814 или КТ816.

Все резисторы, примененные для вышеописанных схем, SMD типа и имеют типоразмеры 1206, 0805. Керамические конденсаторы также SMD типоразмера 1206.

Дроссель применяется готовый, с индуктивностью 3.3мкГн, для поверхностного монтажа.

Эскизы печатных плат и расположения элементов

Для двух аккумуляторов.

Печатная плата для зарядного устройства двух Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов

Для одного аккумулятора.

Печатная плата для зарядного устройства одного Ni-Cd или Ni-Mh аккумулятора

Оставьте комментарий