ЗАРЯДНО-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

   В этой статье речь пойдёт о разрядно-зарядном устройстве (РЗУ). Так как у моих детей много радиоуправляемых устройств, в виде разных машин, танка и вертолёта, то соответственно такое же количество простых зарядок к ним. Постоянно приходилось выбирать из кучи ту, которая нужна была на данный момент. Причём разъёмы для подключения аккумулятора у большинства, были одинаковые и различались лишь по напряжению.

универсальное зу для аккумов

   Логично, что перепутать их не составляло труда, что и было сделано по неосторожности. Итог - расплавившийся блок зарядки! Это натолкнуло меня на создание данного устройства, выполненного в корпусе неисправной автомагнитолы. Функционально зарядно-разрядное устройство можно разделить на 8 узлов. 

зарядно-разрядное устройство своими руками

   Первый узел - блок питания. Так как он промышленного производства, останавливаться особо на его конструкции не будем. Для данной конструкции подойдёт как импульсный, так и обычный сетевой трансформатор с напряжением на вторичных обмотках 12-13 вольт. Главное он должен иметь две вторичные независимые обмотки. Для чего это нужно, будет сказано далее. В моём первом варианте, как я уже говорил, использован импульсный блок питания от старого компьютерного периферийного устройства, с двумя независимыми обмотками. Напряжение на обмотке III (рис. 1) стабилизировано с помощью параллельного стабилизатора и оптопары, управляющей силовым транзистором блока питания. Обмотка IV не стабилизирована, и имеет напряжение 11 вольт. 


   Второй узел - высокостабильный источник напряжения с питанием параметрического стабилизатора R4, VD1 выходным напряжением от этого же источника. За основу его была взята схема из журнала «Радио» № 1 за 1997г. автора С. Алексеева (зарядные устройство для Ni-Cd аккумуляторов и батарей). Во втором экземпляре такого же устройства, сделанного знакомому, по его просьбе, этот модуль был собран иначе (рис.2), но принцип действия его тот же. С выхода источника, эмиттер VT1 (рис.1), стабилизированное напряжение поступает на делитель, состоящий из R5-R12, и через переключатель SA1 на повторитель напряжения. С точек соединения (1-8) снимается опорное напряжение от 1,4v до 11,2v. На схеме обозначение 1,2v., 2,4v, 3,6v….11,2v, соответствует 1,2,3….8 аккумуляторам. В радиоуправляемых игрушках используются аккумуляторы, состоящие из нескольких одиночных элементов (рис.3). Напряжение заряженного аккумулятора должно быть на 17-20% больше номинального, т.е. 1,4v-1,44v. Для 8 отдельных аккумуляторов номинальное напряжение 9,6v (1,2х8), а 11,2v (1,4х8) соответствует полностью заряженному аккумулятору. Обозначение 1,2v., 2,4v и т.д. на панели управления, указано для удобства пользования, так как на аккумуляторах пишут именно номинальное напряжение.

высокостабильный источник напряжения с питанием параметрического стабилизатора

   Третий узел зарядно-разрядного устройства – точный повторитель напряжения снимаемого с SA1, с большой нагрузочной способностью, который тоже взят из указанной статьи. В его состав входят элементы R13,R14,DA1.2,VT2,C5,C6. Подбором конденсатора С6 устраняют высокочастотную генерацию узла. В первом варианте VT2 КТ972А, во втором КТ817А. Разницы в работе не замечено.

аккумуляторы, состоящие из нескольких одиночных элементов

   Четвертый узел – стабилизатор тока, собранный на микросхеме DA2.1 и транзисторе VT3. В цепи истока стоит мощный резистор R26 сопротивлением 1ом и мощностью 5Вт, являющийся датчиком тока. Напряжение с него поступает на инвертирующий вход микросхемы DA2.1. Особенностью данного стабилизатора тока является линейная зависимость напряжения на неинвертирующем входе и тока на стоке транзистора, т.е. проще говоря, напряжение равно току. При Uвх=1mV, ток в цепи стока будет 1mA, при Uвх=1V, ток соответственно 1А. Применение транзистора VT3 типа IRF1010N, обусловлено весьма малым сопротивлением открытого канала - 0,01ома. Иные значения тока подбираются резисторами R16-R24. Минимальное значение подбирают резистором R24 в положении «1» SA2, следующее значение тока резистором R23 в положении «2» SA2, и так далее. Если использовать опорное напряжение +1,2V, снятое с точки «Е» (рис.1), то максимальный ток разряда-заряда будет около 1,2А. Но при этом, следует заменить транзистор VT2 более мощным.

Схема и фотографии проверенного зарядно-разрядного устройства для аккумуляторов

   Пятый узел – разрядный. Он используется для предварительного разряда аккумулятора. Известно что, если аккумулятор не разряжать до значения 1 вольт на 1 элемент, начинает проявляться так называемый «эффект памяти», соответственно ёмкость аккумулятора со временем уменьшается. Особенно это характерно для NI-Cd аккумуляторов. Узел состоит из компаратора на микросхеме DA2.2, транзистора VT4,реле К1 и кнопки включения режима разрядки SA4, имеющей не фиксированное положение в нажатом состоянии. При кратковременном нажатии на SA4,если напряжение на одном элементе аккумулятора более 1V, включается реле К1 и своими контактами К1.3, подключает узел к шине питания +15V, контакты реле К1.2 подключают (-) аккумулятора к общем минусовому проводу (земле) устройства, а (+) аккумулятора через К1.1 к стоку VT3.Начнётся разрядка. От положения SA2 (ток АКБ), зависит ток разряда. После предварительной разрядки аккумулятора, компаратор наDA2.2 отключает реле, и (-) аккумулятора контактами реле К1.2 подключает к стоку VT3, (+) контактами К1.1 к эмиттеру VT2. Начнётся зарядка тем же током. Нормальным током заряда считается ток 1/10 от ёмкости аккумулятора. При ёмкости аккумулятора 1000mAh, ток заряда-100mA. Работа узла зависит от количества и напряжения аккумуляторов, подключенных к устройству и положения SA1. Напряжение на инвертирующем входе DA2.2 (т. Г), должно быть 1V (подбирается резистором R32) в положении «1» переключателя SA1, и с каждым переключением увеличиваться на 1V. В положении «8» SA1, соответственно 8V.

блок переключателей зарядно-разрядного устройства для аккумуляторов

   Шестой узел - стабилизатор образцового напряжения с выходным напряжением +0,5 вольта. Изменить его можно подбором резисторов R28,R29. Он собран на DA3. Опорное напряжение необходимо для работы стабилизатора тока DA2.1, VT3. В первом варианте он выполнен на одном из четырёх ОУ входящих в состав DA2 и транзисторе для поверхностного монтажа. Опорное напряжение такое же и составляет +0,5v. Следует отметить, что этот узел на КР142ЕН22 имеет более простое решение.

плата с деталями зарядно-разрядного устройства

   Седьмой узел РА1 - это цифровой измеритель тока. В данном варианте использован модуль ЕК3488М фирмы ЕКITS, включенный в режим измерения напряжения до 1V. Напряжение питания модуля по паспорту 6-20V, ток потребления около 0,08А. Измерительный вход ЕК3488М подключен к резистору R26. Напряжение на нём равно току разряда-заряда. Питается модуль, как и всё устройство от обмотки III трансформатора блока питания.

ЗАРЯДНО-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ

   Восьмой узел РА2. В первом варианте РА2 отсутствует, однако с его установкой нет никаких проблем. Второй вариант (для знакомого) имеет РА2. В начале статьи, рассказывая о блоке питания, я сказал о дополнительной независимой вторичной обмотке трансформатора. Она нужна для питания вольтметра на модуле EK-2501, той же фирмы. Измерительный вход модуля всегда подключен к плюсовому выводу разъёма ХР1, к которому подключается аккумулятор, через первую группу контактов SA3,замкнутых при включении устройства. Общий провод модуля подключается к минусовому выводу ХР1. Это схемное решение позволяет контролировать напряжение на аккумуляторе, как во время заряда, так и во время разряда, а минус аккумулятора связан с «землёй» устройства только во время режима разрядки. Если же (-) вольтметра подключить к «земле» устройства, то не будет контролироваться изменение напряжения на аккумуляторе. Вот именно по этой причине и нужна обмотка IV в блоке питания. В принципе можно обойтись без вольтметра и дополнительной обмотки, контролируя лишь ток. Нулевым показаниям миллиамперметра РА1, соответствует полная зарядка аккумулятора. Вторая группа SA3 используется для подключения блока питания к сети. Такое решение принято для исключения разрядки аккумулятора через элементы устройства, при положении SA3 в состоянии выключено, если, к примеру, нет времени разъединять разъёмы аккумулятора и разрядно-зарядного устройства.  

зарядно-разрядное устройство в эксплуатации

   Описанное зарядно-разрядное устройство находится в эксплуатации с августа 2009 года, и не разу не подводило. Надеюсь, статья была интересной для вас. Если возникнут, какие вопросы, задавайте на форуме. Всем удачи, с вами был Сергей Крылов. (INVERTOR).

Не забудьте поделиться с друзьями


Это тоже полезно посмотреть:


КОНТРОЛЛЕР УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Двухфазный 2,5 А драйвер микро-степпингового мотора - принципиальная схема на основе STK682-010.


ТЕРМОМЕТР НА ЛАМПЕ ИН-13

Термометр в виде светящегося столбика на лампе ИН-13 - схема принципиальная и видео его работы.


ТЕРМОМЕТР НА РАЗНОЦВЕТНЫХ СВЕТОДИОДАХ

Комнатный термометр на цветных LED элементах WS2812B и микроконтроллере - самодельная конструкция.


ИНДИКАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

    Опыты по созданию неоновых индикаторов ВЧ и электромагнитного поля, игрушки на их основе.


НЕЗАВИСИМОЕ УПРАВЛЕНИЕ МНОЖЕСТВОМ ЛАМП

WS2812 - микросхема для управления лампами или светодиодными лентами. Схема и испытание.


ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ. МНОГО!




Популярные схемы
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЕЛЕФОННЫХ ...

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЕЛЕФОННЫХ АППАРАТОВ     Устройство для подключения двух телефонных аппаратов ЦБ.

РЕМОНТ ПЛАНШЕТА AINOL

     Ремонт планшета Ainol Novo 10 hero quad core, который перестал включаться из-за полностью севшей аккумуляторной батареи.


КОНТРОЛЛЕР УПРАВЛЕНИЯ Ш...

Двухфазный 2,5 А драйвер микро-степпингового мотора - принципиальная схема на основе STK682-010.


ДВЕРНОЙ РАДИОЗВОНОК

     Дверной китайский звонок - обзор недорогой модели от китайских производителей. Имеется видеоролик работы устройства.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ...

     AutoReseter - микроконтроллерная приставка включаемая в разрыв питания и периодически кратковременно обесточивающая приборы.


ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, ТЕМПЕР...

     Электронный модуль для самодельной домашней метеостанции, в который входит датчик температуры, давления и влажности, на основе MS5637 и HDC1080.


РЕМОНТ ПЛАНШЕТА IPAD

     Спасаем планшет IPad Air – самосоятельно ремонтируем неисправный динамик и разъёмы.


ЛАМПОВЫЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫ...

     Фотографии и принципиальная схема лампового предусилителя Leak Varislope 2 Stereo.