Как использовать зарядку от телефона +5В для NiCd и NiMH аккумуляторов
Принципиальная схема приставки к сетевому адаптеру мобильного телефона, что позволяет заряжать NiCd и NiMH аккумуляторы. Стоимость «сухих батареек» сейчас уже достаточно высока, и вполне сравнима со стоимостью аккумуляторов. Но аккумуляторы можно заряжать.
В большинстве устройств, питающихся от «сухих элементов» напряжением 1,5V (или батарей из них) можно использовать «аккумуляторные элементы» соответствующего типоразмера, номинальным напряжением 1,2V.
Это никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) аккумуляторы, которые предусматривают многократную перезарядку при помощи зарядного устройства.
При правильной эксплуатации число циклов перезарядки для NiCd аккумуляторов – 500…1000, а для NiMH – несколько тысяч. Нормой считается заряд аккумулятора током равным 0,05-0,1 от номинальной емкости в течение 12 часов.
Конечно можно заряжать и большим током, но это может привести к сокращению ресурса аккумулятора или даже его повреждения.
В продаже не часто встречаются зарядные устройства для таких аккумуляторов, но очень много недорогих универсальных зарядных устройств для сотовых телефонов, с выходным напряжением 5V.
Здесь описывается несложная схема приставки к такому зарядному устройству чтобы с его помощью можно было заряжать никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) аккумуляторы емкостью 600 m/Vh, 1500 mA/h и 2500 m/Vh (или промежуточные по значению).
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке в тексте. Напряжение 5V поступает от стандартного универсального зарядного устройства для стового телефона через соответствующий
разъем Х1 типа USB. Светодиод HL1 служит для индикации включенного состояния, потому что корпуса-вилки зарядных устройств, из-за своей облегченной конструкции, не всегда надежно держатся в штепсельных розетках, и на самих зарядных устройствах не всегда есть индикаторные светодиоды включенного состояния.
Рис. 1. Принципиальная схема приставки к блоку питания на +5В для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов.
На микросхеме А1 сделан стабилизатор тока, протекающего через заряжаемый аккумулятор GB1. В зависимости от емкости аккумулятора переключателем S1 переключаются резисторы R1, R2, R3, которыми регулируется величина стабилизации тока. Положения переключателя подписаны величинами номинальной емкости аккумуляторов.
Если аккумулятор другой емкости нужно переключатель установить в наиболее близкое значение. Можно заряжать как один аккумулятор, так и батарею из двух, последовательно включенных.
Вместо микросхемы КР142ЕН12 можно применить зарубежный аналог – LM317.
Схема зарядного устройства с таймером
Чтобы не допустить перезарядки аккумулятора можно ограничить время зарядки. На рисунке 2 показана схема зарядной приставки со встроенным таймером на популярной микросхеме CD4060B.
Ключом, включающим зарядку аккумулятора служит полевой ключевой транзистор VT2. В открытом состоянии сопротивление его канала в данной схеме можно с уверенностью считать равным нулю.
Поэтому никакого влияния на ток зарядки, в открытом состоянии, он не оказывает.
Рис. 2. Схема зарядного устройства с ограничением времени заряда, приставка к адаптеру на +5В.
Стартом для зарядки служит включение питания (подключение к универсальному зарядному устройству для сотового телефона). В этот момент цепь C1-R7 обнуляет (или предварительно устанавливает в нуль) счетчик микросхемы D1. На её выходе, выводе 3, ноль.
Транзистор VT1 закрыт и на затвор VT2 поступает открывающее напряжение через резистор R6. VT2 открывается и подает ток на зарядную схему на А1.
Затем счетчик микросхемы D1 начинает счет импульсов от встроенного генератора. RC-цепь встроенного генератора С2-R8-R9 подобрана таким образом, чтобы логическая единица на выводе 3 D1 появлялась примерно через 12 часов после включения.
Как только это происходит диод VD1 останавливает счетчик в этом положении, транзистор VT1 открывается и напряжение на затворе VГ2 падает. Что приводит к закрытию VT2.
Зарядка прекращается, и светодиод HL1 гаснет.
Растоков П. РК-03-18.
Ni-MH аккумуляторы: как заряжать их правильно
Не секрет, что в любой момент можно оказаться в таких условиях, когда возникнет необходимость подзарядки «севших» батареек. К примеру, широко используемые в быту и на производстве Ni-MH аккумуляторы — как заряжать их правильно? Безусловно, можно воспользоваться простейшим зарядным устройством, входящим в комплектацию к предмету любой бытовой техники. Однако сила у них весьма невысока, поэтому такой заряд будет «держаться» очень недолго. Использование более сложных по типу подзарядников помогает добиться того, чтобы АКБ не только работала «на полную мощность», но и использовала при этом все свои возможные ресурсы. К тому же, батареи бывают разные. Их названия и принцип работы напрямую зависят от того, из какого состава они сделаны.
Содержание
- Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия
- Ni-MH
- Ni-Cd
- Ni-Zn
- Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания
- Температурный фактор и условия хранения
Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия
Существует много видов аккмуляторов, в состав которых входят различные химические соединения.
В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы. Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки.
Ni-MH
Никель-металлогидридные аккумуляторы — это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники — кадмиевые, однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов — моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).
Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью.
Поэтому полный разряд им требуется не так часто.
Ni-Cd
Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.
Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы — эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.
Ni-Zn
В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам.
Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni.
Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.
В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.
Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания
Лучше проводить зарядку АКБ с помощью более сложных моделей соответствующих устройств. Их алгоритмы токов имеют более сложную последовательность. Конечно, сделать это немного сложнее, чем просто вставить батарею в базовый подзарядник, входящий в комплектацию. Но и качество зарядки при использовании «умного» устройства будет на порядок выше. Итак, как заряжать Ni-MH аккумуляторы?
Вначале включается ток и осуществляется проверка напряжения на выводах батареи (параметры тока — 0,1 емкости аккумулятора, или С).
Если напряжение превышает 1,8 В, это означает либо отсутствие аккумулятора, либо его повреждение. В данном случае, процесс начинать нельзя. Нужно либо сменить поврежденный элемент на целый, либо вставить в устройство новый.
После проверки напряжения оценивается начальный разряд АКБ. Если U у нее меньше 0,8 В, то нельзя сразу переходить к быстрой зарядке, а если U=0,8 В или больше, то можно. Это так называемая «фаза предзарядки», используемая для подготовки элементов, которые очень сильно разряжены. Значение тока здесь 0,1-0,3 С, а длительность по времени — полчаса, не меньше. Сразу следует отметить, что на всех этапах важно постоянно контролировать температуру. Особенно, если речь идет о том, каким током и как правильно заряжать Ni-MH АКБ. Такие аккумуляторы нагреваются гораздо быстрее, особенно, ближе к концу процесса. Их температура не должна превышать 50°С.
Быстрая зарядка проводится только в том случае, если предыдущие проверки были выполнены правильно.
Как зарядить батарею правильно? Итак, изначальное напряжение — 0,8 В или чуть больше. Начинается подача тока. Она осуществляется плавно и осторожно в течение 2-4 минут — до достижения нужного уровня. Оптимальный уровень тока для Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов — 0,5-1,0 С, но иногда рекомендуется не превышать больше 0,75.
Важно определить вовремя момент окончания быстрой фазы во избежание выведения батареи из строя. Самым надежным, в данном случае, является dv-метод, который применяется по-разному при заряде никель-кадмиевых и Ni-MH аккумуляторов. У Ni-Cd напряжение становится все больше и падает к концу зарядки, поэтому сигналом для ее окончания служит момент, когда U снижается до уровня 30 мВ.
Поскольку у Ni-MH падение U заряжаемых элементов гораздо менее выражено, в данном случае, применяется метод dv=0. Засекается период времени в 10 минут, в течение которого U батареи остается стабильным — то есть, с установленным нулевым порогом колебаний напряжения.
В заключении следует небольшая фаза дозарядки.
Ток — в пределах 0,1-0,3 С, длительность — до получаса. Это необходимо для того, чтобы батарея зарядилась полностью, а также для выравнивая потенциала заряда в ней.
Важный момент (к нему относится и зарядка Ni-Cd аккумуляторов): если она проводится сразу после быстрой, следует обязательно остудить аккумулятор в течение нескольких минут: нагретый элемент неспособен принимать заряд должным образом.
Кроме быстрой, существует еще и капельная зарядка, которая производится токами малой величины. Некоторые считают, что она «продлевает жизнь» элементам питания, но это не так. По сути, капельная зарядка ничем не отличается от эффекта стандартного зарядного устройства без «серьезной» регулировки показателей тока. Любой элемент питания, если он не используется, рано или поздно теряет накопившуюся энергию, и ему все равно понадобится полноценный процесс зарядки, невзирая на его длительность и «трудоемкость». Такой процесс зарядки для многих привлекателен еще и тем, что показатели тока здесь можно не фиксировать ввиду их малости.
Однако «продлить жизнь» элементам питания может только серьезный подход к использованию «умных» зарядных устройств. А также правильное их хранение, с учетом особенностей того или иного вида АКБ.
Температурный фактор и условия хранения
Современные зарядные устройства бывают снабжены специальной системой «оценивания» условий окружающей среды, в том числе и температурных факторов. Такой «зарядник» может сам определить, проводить зарядку в тех или иных условиях, или нет. Уже упоминалось о том, что уровень КПД внутри батареи бывает самым высоким именно в начале процесса, когда аккумуляторы гидридного плана нагреваются не так сильно. В конце процесса зарядки либо ближе к нему КПД резко падает, и вся энергия, превращаясь в тепло вследствие экзотермических химических реакций, выделяется наружу. Важно вовремя прекратить заряжать Ni-MH батарею. И, если есть возможность, обзавестись самым новым зарядным устройством, которое будет точно контролировать этот процесс.
В настоящее время все зарядные устройства, в том числе и Сd аккумуляторы, могут заряжаться током до 1С с установлением норм воздушного охлаждения.
Оптимальная температура помещения, в котором проводится зарядка — 20°С. Не рекомендуется начинать процесс при температуре меньше +5 и больше 50°С.
Уникальность Ni-Cd состоит в том, что это единственный вид элементов, которые не пострадают в случае, если их хранить полностью разряженными, в отличие от Ni-MH. Для лучшей отдачи тока заряд никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется проводить непосредственно перед использованием. Также после длительного хранения им требуется «раскачка»: следует полностью зарядить и разрядить Ni-Cd АКБ за сутки для оптимальной работы.
Никель-металлогидридные элементы, в отличие от своих предшественников, могут легко выйти из строя при глубоком разряде. Поэтому хранить их нужно только заряженными. При этом раз в два месяца следует регулярно проверять напряжение. Минимальный его уровень должен всегда оставаться 1 В, а если оно падает, необходима подзарядка.
Новый Ni-MH аккумулятор нужно перед применением полностью зарядить и разрядить три раза, затем сразу поставить на «базу» в течение 8-12 часов.
Позже не будет необходимости долго держать его на зарядке — снимать сразу после указания специального индикатора на зарядном устройстве.
Хотя на смену всем этим элементам питания уже давно пришли более емкие, на основе лития, они активно используются и сейчас. Это и привычнее, и намного дешевле. К тому же, литиевые батареи при низких температурах работают намного хуже.
Как вам статья?
Использование настольного источника питания для зарядки NiCd-аккумулятора
спросил
Изменено 5 лет, 6 месяцев назад
Просмотрено 9к раз
\$\начало группы\$
У меня есть дрель с питанием от батареи 18 В постоянного тока, работает нормально, но зарядное устройство умерло, а замена стоит 54 доллара.
Почти вдвое больше, чем я заплатил за дрель, аккумулятор и зарядное устройство два года назад. Батарея еще держала хороший заряд.
На этикетке написано: 18 В пост. тока, 1,2 Ач Аккумуляторный блок
Я немного поискал и использую настольный блок питания, заряжая его в режиме постоянного тока при 0,750 А, но напряжение, необходимое для получения такой скорости тока, составляет 24 В пост. тока и растет медленно. Я держу его прямо рядом со мной и не чувствую заметного нагрева через 30 минут.
Меня беспокоит растущее напряжение, нормально ли, чтобы он заряжался так, или я должен зафиксировать его на заданном напряжении. Я не могу использовать оба источника питания, так как одна настройка ограничивает другую.
- зарядка
- nicd-аккумулятор
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Не ведитесь на первые результаты при проверке температуры.
Их нагрев выше 70% заряда быстро ускоряется из-за внутреннего давления газа, а неэффективность переноса заряда рассеивает больше тепла.
от batt U.
На рис. 1 показана зависимость напряжения ячейки, давления и температуры заряда NiCd. Все идет хорошо примерно до 70 процентов заряда, когда эффективность зарядки падает. Клетки начинают выделять газы, давление повышается, а температура быстро растет. Чтобы снизить нагрузку на батарею, некоторые зарядные устройства снижают скорость зарядки выше 70-процентной отметки.
Поэтому не превышайте 1,46 В на элемент * 13 элементов = 19 В
Зарядное устройство от Dewalt рассчитано только на 18 В при номинальном токе 2 А. Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов Dewalt DW9116 7,2–18 В Новое для DW9057 DW9094 DC9071 $34,90 Ebay.
Тот факт, что вам нужно подать 24 В только для того, чтобы получить 0,7 А, указывает на то, что ваши батареи значительно устарели и находятся на последнем издыхании.
Из прошлого опыта изготовления и тестирования зарядных устройств для отрыжки я знаю, что это может омолаживать никель-кадмиевые аккумуляторы. Можете ли вы сделать импульсный переключатель с низким рабочим циклом <10% при 24 В? Затем отследите свои ампер-секунды заряда и использования и посмотрите, улучшит ли это его.
http://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_restore_nickel_based_batteries
Это напомнило мне, что мне нужно починить аккумуляторную дрель Hitachi LiPo после того, как она попала под дождь.
\$\конечная группа\$
3
\$\начало группы\$
Ваши никель-кадмиевые батареи, скорее всего, будут иметь напряжение на клеммах (полностью заряженных) 20,8 В. Это 13 последовательных элементов.
Вы должны НЕ установите источник питания на 24 В, так как это сильно перезарядит батареи.
Установите источник питания на 20,5 В (есть и другие сложности, такие как температура и падение напряжения при зарядке, но я пока их не буду учитывать).
Установите текущий датчик OC/CC примерно на 120 мА (как предложил WhatRoughBeast).
При подключении разряженного аккумулятора OC/CC сработает и снизит напряжение.
Когда напряжение на клеммах аккумулятора приблизится к 20,5 В, ток уменьшится до минимума.
В этих условиях аккумулятор НИКОГДА не будет заряжаться полностью, и поясню, что вот типичный график заряда для одного элемента NiCad:
Обратите внимание, что для достижения 100% заряда вы должны управлять ПАДЕНИЕМ напряжения на клеммах, поскольку батарея подходит полностью заряженным.
Используя вашу простую зарядку блока питания, нам нужно оставаться слева от пика.
Выше я сказал, что нужно использовать 20,5 В, это соответствует примерно 1,6 В на элемент в вашем аккумуляторе. При этом напряжении на клеммах вы можете ожидать около 75% заряда.
Вы также можете, конечно, собрать простой контроллер заряда, чтобы подключить его к источнику питания и приблизиться к 100% заряду… однако это, возможно, не в ваших силах.
Например, это может быть все, что вам нужно:
смоделировать эту схему — схема создана с помощью CircuitLab
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Я бы не стал использовать настольный блок питания для быстрой зарядки любых химических батарей.
NiCd, однако, обычно хорошо реагируют на малый заряд C/20. Они поглощают около половины подаваемого заряда, могут рассеять избыточный заряд, поддерживать стабильную температуру и оставаться неповрежденными в течение нескольких недель.
Для никель-кадмиевой батареи емкостью 1,2 А·ч (1200 мА·ч) заряд постоянным током 1200/20 = 60 мА в течение 40 часов должен полностью зарядить батарею.
\$\конечная группа\$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Цепь зарядного устройства для никель-кадмиевых NiCd аккумуляторов
Киран Салим
5 226 просмотровВ этом уроке мы создадим «Схему зарядного устройства NiCd аккумулятора».
Чтобы зарядить батареи, нам нужно подать напряжение на клеммы, и батарея начнет заряжаться. Протокол зарядки зависит от размера и типа заряжаемой батареи. Некоторые типы батарей имеют высокую устойчивость к перезарядке и могут быть перезаряжены путем подключения к источнику постоянного напряжения или источника постоянного тока, в зависимости от типа батареи. Если важна безопасная зарядка, быстрая зарядка и/или максимальное время автономной работы, тогда все становится сложнее.
Вот три наиболее распространенных аккумулятора в электронных устройствах NiMH, NiCd и Li-ion.
В этих батареях показатель C является важным фактором при определении параметров зарядки. «C» относится к емкости батареи при разрядке в течение одного часа. Емкость этих батарей определяется относительно минимально допустимого напряжения, называемого напряжением отсечки. Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи. В этот момент еще остается заряд, но его вытягивание может привести к повреждению аккумулятора.
Если вам нужны аккумуляторы для вашего проекта, которые можно легко и быстро заряжать. Затем подумайте о приобретении Ni-Cd аккумулятора. Кроме того, аккумуляторы Ni-Cd более устойчивы и работают в суровых условиях. Кроме того, батарея более долговечна, чем литиевые батареи или свинцово-кислотные батареи. И устройство имеет высокую энергию, как щелочные батареи. NiCd аккумуляторы обеспечивают лучшую производительность при компактных размерах. Простая схема зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, состоящая из нескольких легкодоступных компонентов.
Эта схема будет обеспечивать ограниченный ток и напряжение целевой батареи.
Buy From Amazon
Hardware Components
The following components are required to make NiCd Battery Charger Circuit
| Sr. No | Components | Value | Qty | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Step Down Трансформатор | 0–12 В перем. тока | 1 | ||
| 2 | Модуль мостового выпрямителя | 1N4007 | 4 | 91493LM337 | 2 |
| 4 | Resistors | 1KΩ, 120Ω, 510Ω, 10Ω/1W | 1 | ||
| 5 | LED | 1 | |||
| 6 | Конденсатор | 47 мкФ/16 В | 1 |
Распиновка LM337
Подробное описание распиновки, размеров и технических характеристик загрузите в техническом описании LM337
Зарядное устройство для NiCd аккумуляторов0144
Пояснение к работе
Здесь мы создаем схему зарядного устройства NiCd аккумуляторов, у нас есть секция питания, состоящая из понижающего трансформатора переменного тока 0–12 В, этот трансформатор используется для преобразования источника переменного тока 230 В в источник переменного тока 12 В, двухполупериодный мостовой выпрямитель, содержащий D1-D4, который преобразует питание переменного тока в питание постоянного тока, а сглаживающий конденсатор C1, C1 выполняет процесс фильтрации.
