Зарядное для ааа аккумуляторов своими руками. Зарядное устройство для портативных аккумуляторов. Из чего можно самому сделать зарядку для «АА» и «ААА» аккумуляторов

Зарядим, перезарядим и запитаем...

В последнее время практически все зарядные устройства для аккумуляторов автоматические. Как правило, такое автоматическое зарядное устройство предназначено для определенного типа аккумуляторов и далеко не столь идеально в обеспечении максимального срока службы особенно “не своих” клиентов, чаще всего пальчиковых аккумуляторов формфактора АА и ААА. Кроме того, имеются всяческие вторичные ограничения для применения автоматических зарядных устройств, такие как, установка в определенной полярности, зарядка только батарейного комплекта аккумуляторов, высокая стоимость устройств, невозможность заряда разных типов аккумуляторов, возможность существенного сбоя во время пропадания напряжения сети и т.п. Так что, по моему мнению, чем проще устройство для заряда аккумуляторов, тем лучше.

Идея

Проще всего заряжать аккумуляторы постоянным током, это их предпочтительный режим заряда, так сказать, тише едешь – дальше будешь. Обычно во время зарядки аккумулятора полная емкость заряда, переданного полностью разряженному аккумулятору от сети, составляет от 1,2 до 1,6 номинального значения ёмкости аккумулятора, например, для никель-кадмиевого аккумулятора при емкости 1Ач, зарядная емкость составит 1,6Ач. Чем это значение меньше, тем больше КПД и эффективность применения таких аккумуляторов. Для домашней оценки насколько аккумулятор (АА или ААА) разряжен или заряжен можно применить устройство ().

Зарядный ток для большинства типов аккумуляторов обычно рекомендуют брать численно равным 0,1 от значения номинальной ёмкости, например, для никель-кадмиевых аккумуляторов ёмкостью 1Ач, значение постоянного зарядного тока должно составлять 0,1А, а время заряда для закачивания ёмкости 1,6 Ач, составляет 16ч. Если значения зарядного тока менять, то время заряда также изменяется. Удобнее, чтобы время заряда оставалось значительным (больше 10 часов), тогда 1-2 часовой перезаряд существенно не скажется на сроке службы аккумулятора, другими словами излишний заряд будет не слишком значительным и не приведет к фатальным результатам. Кроме того, очень часто аккумуляторы на зарядку устанавливают на ночь, т.е. на время около 8-9 часов, а этот интервал отлично подходит для продолжительности заряда, особенно в свете сказанного выше.

Еще одна особенность современного быта – это наличие большого количества встроенных таймеров времени и будильников, например, в мобильных телефонах, приемниках, будильниках, телевизорах, микроволновках и т.п. Все эти устройства способны проинформировать Вас об окончании заряда. Поэтому, ели собрать простой регулируемый генератор тока, то передать одиночным или группе последовательно включенных аккумуляторов АА (ААА) заданную емкость на протяжении заданного интервала времени окажется простецкой задачей.

Настройка

Настройка зарядного устройства АА состоит в подборе резисторов R2..R5 для получения нужных зарядных токов в коллекторной цепи VT2. Для измерения тока вместо аккумуляторов в правильной полярности подключается . Во время настройки следует обратить внимание не только на сопротивление но и на мощность использованных резисторов, так как при выборе больших зарядных токов она может быть до 2 Вт.

Применение

1. Переходник для зарядки мобильного телефона оказался очень кстати. Теперь зарядить телефон можно как дома, так и на работе.

2. Установить аккумуляторы ААА в отсеки для аккумуляторов АА возможно при помощи такого переходника ().

3. Бокс для 4-х аккумуляторов АА с установленными заряженными аккумуляторами доступно использовать как временный или тестовый, или лабораторный источник напряжения 5В.

Уже более 4-х лет верой и правдой мне служит самодельное зарядное устройство для заряда аккумуляторов «аа» и «ааа» (Ni-Mh, Ni-Ca) с функцией разряда акб до фиксированного значения напряжения (1 Вольт). Блок разряда аккумуляторов создавался для возможности проведения КТЦ (Контрольно-тренировочный цикл), говоря проще: для восстановления емкости аккумуляторов потрепанных неправильными китайскими зарядниками с формулой последовательного заряда 2-х или 4-х акб. Как известно, такой способ заряда укорачивает жизнь аккумуляторам, если вовремя их не реставрировать.

Технические характеристики зарядного устройства:

• Количество независимых каналов заряда: 4
• Количество независимых каналов разряда: 4
• Ток заряда: 250 (мА)
• Ток разряда 140 (мА)
• Напряжение отключения разряда 1 (В)
• Индикация: светодиодная

Собиралось зарядное не на выставку, а что называется из подручных средств, то есть утилизировалось окружающее добро, которое и выкинуть жалко и хранить особо не зачем.

Из чего можно самому сделать зарядку для «АА» и «ААА» аккумуляторов:

• Корпус от CD-Rom
• Силовой трансформатор от магнитолы (перемотанный)
• Полевые транзисторы с материнских плат и плат HDD
• Прочие компоненты или покупались или выкусывались:)

Как уже отмечалось, зарядка состоит из нескольких узлов, которые могут жить абсолютно автономно друг от друга. То есть, одновременно можно работать с 8 аккумуляторами: от 1 до 4 заряжать + от 1 до 4 разряжать. На фото видно, что кассеты для аккумуляторов, установлены под форм-фактор «АА» в простонародье «пальчиковых аккумуляторов», если необходимо работать с «мини-пальчиковыми акб» «ААА» достаточно подложить под минусовую клему гайку небольшого калибра. При желании можно продублировать держателями под размер «ааа». Наличие акб в держателе индицируется светодиодом (отслеживается прохождение тока).

Блок заряда

Заряд осуществляется стабилизированным током , у каждого канала свой стабилизатор тока. Для того, что бы ток заряда был неизменным при подключении как 1 так и 2,3,4 аккумуляторов, перед стабилизаторами тока установлен параметрический стабилизатор напряжения. Естественно, кпд этого стабилизатора не на высоте и потребуется установить все транзисторы на теплоотвод. Заранее планируйте вентиляцию корпуса и размеры радиатора, учитывая то что в закрытом корпусе температура на радиаторе будет выше чем в разобранном состоянии. Можно модернизировать схему, введя возможность выбора тока заряда. Для этого схему необходимо дополнить одним переключателем и одним резистором на каждый канал, который будет увеличивать ток базы транзистора и соответственно повышать ток заряда проходящий через транзистор в аккумулятор. В моем случае блок заряда собран навесным монтажом.

Блок разряда акб

Блок разряда более сложен и требует точности в подборе компонентов. В основе лежит компаратор типа lm393, lm339 или lp239 функцией которого является подача сигнала «логической единицы», либо «ноля» на затвор полевого транзистора. При открытии полевого транзистора он подключает к аккумулятору нагрузку в виде резистора значение которого определяет ток разряда. При снижении напряжения на аккумуляторе до установленного порога отключения 1 (Вольт). Компаратор захлопывается и устанавливает на своем выходе логический ноль. Транзистор выходит из насыщения и отключает нагрузку от аккумулятора. Компаратор имеет гистерезис, который обуславливает повторное подключение нагрузки не при напряжении 1,01 (В) а при 1,1-1,15 (В). Смоделировать действие компаратора вы сможете скачав . Подобрав значения резисторов вы сможете перестроить устройство на нужное вам напряжение. Например: подняв порог отключения до 3 Вольт можно сделать разрядное для li-on и Li-Po аккумуляторов.
Вы можете она проектировалась для применения компаратора lm393 в DIP-корпусе. Питание компараторов должно осуществляться от стабилизированного источника напряжением 5 вольт, его роль выполняет TL-431 усиленный транзистором.

Автоматическое умное зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов АА

Как нетрудно догадаться из названия, речь в этой статье пойдёт о простом, но полезном зарядном устройстве. Несмотря на свою простоту, оно умеет делать то, что под силу лишь дорогим фирменным зарядкам и что неведомо дешёвым из магазинов. А именно:

• восстановление ёмкости аккумуляторов, потерянной вследствие неправильной зарядки или эксплуатации
• правильный заряд, рекомендованный производителями

Более дорогие зарядные устройства обеспечивают правильный цикл, который рекомендуют производители аккумуляторов:

• разряд аккумулятора
• заряд с автоматическим определением его окончания
• отключение

Схема зарядного устройства, предлагаемого здесь, лишена всех недостатков и выполнена с учётом всех требований. Её автором является Сергей Задорожный, ссылка на страницу с авторским описанием:

Архив со схемой, рисунком печатной платы в разрешении 1:1 и схемой расположения элементов: charger_pcb.zip

Алгоритм работы устройства следующий:

• установка аккумулятора
• включение питания
• разряд аккумулятора (горит красный светодиод). этот этап можно пропустить, просто нажав кнопку.
• автоматическое определение окончания разряда по напряжению на аккумуляторе
• заряд (горит желтый светодиод) током 1/10 ёмкости
• автоматическое определение окончания заряда по напряжению на аккумуляторе
• подзаряд (горят жёлтый и зелёный светодиоды) низким током

В режиме подзаряда аккумулятор может находиться сколь угодно долго, поэтому можно смело оставлять аккумулятор в таком зарядном устройстве на ночь - он не будет перегрет и повреждён.

Нетрудно догадаться, что десяток циклов разряд-заряд может частично восстановить аккумулятор, потерявший ёмкость.

Устройство, несмотря на свою функциональность, выполнено без использования микроконтроллеров. Используется лишь одна распространённая микросхема LM2903 (можно заменить на LM393), имеющая в своём составе два компаратора. Один из них управляет процессом разряда аккумулятора, второй - зарядом и подзарядом.

Печатная плата - двухсторонняя, используются компоненты как в выводном исполнении, так и в SMD. Микросхема - в DIP корпусе, стабилизатор TL431 также выводной. Все транзисторы и почти все резисторы - SMD. Резисторы разряда и заряда - выводные, резистор подзаряда - SMD.

Замена деталей: IRLML2402 заменены на IRLML2502 (маркировка G 2 ZA 5), IRLML6302 заменены на IRLML6402 (маркировка E B KK 8).

Рассчитывать номиналы элементов необходимо для конкретных аккумуляторов в зависимости от их ёмкости. Как известно, оптимальный режим заряда NiMH аккумуляторов - током, в 10 раз меньшим их ёмкости, в течение примерно 10 часов. Например, для аккумуляторов ёмкостью 1300мА/ч это будет 130мА.

Ток разряда аккумулятора задаётся резистором R7, его сопротивление рассчитывается следующим образом: (U разр /I разр). Чтобы разрядить аккумулятор за оптимальное время, в районе одного часа, зададимся током разряда в 250мА. Напряжение на разряженном аккумуляторе должно быть порядка 1,18 вольт. По формуле находим: 1,18/0,25 = 4,7 Ом. Рассеиваемая мощность при этом = U 2 *R = 1,18 2 *4,7 = 0,3Вт.

Выбрав необходимый ток заряда , рассчитываем сопротивление параллельно соединённых резисторов R9||R10 по конечной формуле: 2,94/I зар -4,7. Для тока в 130мА это будет 2,94/0,13-4,7=18 Ом. Так как это - нужное сопротивление двух параллельно соединённых резисторов, то сопротивление каждого из них должно быть вдвое больше, то есть - 36 Ом. Мощность, выделяемую на каждом из этих резисторов, можно рассчитать по формуле: (I зар /2) 2 *2R = (0,13/2) 2 *36=0,15Вт.

Ток подзаряда целесообразно выбрать величиной в 2/5 от тока заряда. В рассматриваемом случае - это 50мА. Сопротивление резистора R18 рассчитывается по конечной формуле: 0,6/I подзар = 0,6/0,05 = 12 Ом. Рассеиваемая при этом мощность равна I подзар 2 *R = 0,05 2 *12 = 0,03 Вт.

Наладка устройства следующая:

• Резистор R1 переводится в крайнее левое по схеме положение
• Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство
• Подключается питание
• Начинается разряд (горит красный светодиод)
• Засечь время начала заряда (зажёгся жёлтый светодиод)
• Через 10 часов, медленно вращая переменный резистор R1, добиться зажигания зелёного светодиода.

В качестве альтернативы.

Если в используете различные устройства в которых все еще используются пальчиковые батарейки, то их приходится часто менять, например в металл детекторе или GPS-Глонас туристическом навигаторе eTrex. Но есть решение этой проблемы замена обычных батареек на никелевые батареи стандарта АА. Вот тут и понадобится вам зарядка аккумуляторов АА

Для наших целей нам подойдет почти любой блок питания рассчитанный на напряжение 5-20 вольт. Возьмем за прототип радиолюбительской разработки схему простейшего из них.

Схема состоит из следующих радиокомпонентов: сопротивления R1, двух светодиодов и штепсельного гнезда. Светодиоды рекомендуется использовать разных цветов. Параллельно одному из них припаиваем выводы для параллельного подключения аккумулятора. Свечение светодиода в соответствии с законом Ома зависит от степени разряда, при полном разряде светодиод гореть не будет). В процессе зарядки свечение светодиода увеличивается. Одинаковое свечение обоих светодиодов говорит о окончании процесса заряда. Номинал сопротивления R1 подбираем в соответствии с рабочим током . Например рабочему току светодиода, который равен 20 мА, и напряжению блока питания

U бп. R 1 = U бп /I 1 = U бп /0,02 = 50U бп

Значение номинала резистора округляем в большую сторону. Так как сопротивление R1 работает длительное время, то его мощность должна быть 1 Вт. Параметры нашего ЗУ: Uбп = 25 В; R1 = 1,3 кОм. Время зарядки 8 - 24 ч.

Эти конструкции позваляют заряжать портативных Ni-Mn и Ni-Cd аккумуляторы с рабочим напряжением 1,2-1,4 В от USB-порта. С помощью первой схемы можно заряжать один аккумулятор током на 100 мА, вторая схема позволяет заряжать уже две батареи стандарта AA или AAA

Батарейный отсек был позаимствован из старой детской игрушки. О его переделке расскажу чуть подробней. Дело в том, что обычно плюсы и минусы клемм питания установлены противоположно. Но нам надо, что бы в верхней части были две изолирование плюсовые клеммы, а внизу одна общая минусовая. Для этого я нижнюю перенёс наверх, а общую минусовую вырезал из пивной банки, припаяв пружинки. Для пайки использовал паяльную кислоту, по окончанию пайки поверхность обязательно хорошо промыть в проточной воде.

Так как различные пальчиковые аккумуляторы обладают разной емкостью, необходимо разное время для зарядки этих батарей. Аккумуляторы емкостью 1400 мА/ч потребуется заряжать около 14 часов, а для батарей 700 мА/ч потребуется около 7 часов.

Автоматическое зарядное устройство для пальчиковых
NiCd и NiMH аккумуляторов (схема)

Как нам всем известно, ничто не стоит на месте, все меняется, меняются технологии изготовления аккумуляторов, меняются их технические характеристики и особенности, и изменяются зарядные устройства к ним. Те времена, когда аккумуляторы заряжались током 0,1 от их емкости – ушли в историю, сейчас никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы позволяют заряжать себя большим током, равным их емкости, что значительно сокращает время зарядки.

Да, эти аккумуляторы не дешевые и примерно, по цене один аккумулятор равен 10 хорошим батарейкам, но они окупают себя меньше чем за год, если считать что в среднем за год мы делаем 50 циклов зарядки, а всего они позволяют делать 500-1000 циклов и больше, то посчитайте на сколько лет их может хватить. Думаю уже через 10 лет и фотоаппарат, к примеру, можно будет выбросить.

Но, все это реально при правильной эксплуатации и зарядке этих аккумуляторов. Они не любят перезарядки и недозарядки. Если заряжать их простенькими, недорогими зарядными устройствами (ЗУ), без контроля окончания зарядки, то соответственно и срок их работы уменьшится в несколько раз. Также зарядку нужно подбирать по количеству аккумуляторов, в зависимости от емкости и тока зарядки.

Ниже представлена схема хорошего, на мой взгляд, и простого в изготовлении зарядного устройства для NiCd и NiMH аккумуляторов. Работу нам сильно упростила компания MAXIM , изготовив специализированные микросхемы MAX713, MAX1501 и другие. В этих микросхемах заложен оптимальный алгоритм зарядки с никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металлогидридных (NiMH) аккумуляторов. В чем он заключается? Сначала идет разогрев малым током, затем идет зарядка большим оптимальным, в зависимости от емкости аккумулятора, током и отключение по окончании зарядки.

Учитывая, пока что, дифицитность этой микросхемы, она стоит дороговато. Но, если вам удасться найти ее за разумную цену - это хороший выбор.

Судите сами - есть одна микросхема с 16 выводами. С ее помощью, одного резистора, двух светодиодов и двух конденсаторов делается универсальное зарядное устройство для аккумуляторов LiIon, NiCd, NiMH на 3 штуки.

Начнем с основных параметров микросхемы MAX1501:

Тип заряжаемых аккумуляторов - LiIon, NiCd, NiMH
Максимальный зарядный ток - 1,4 А

Выходное напряжение в режиме заряда, В:
LiIon 4,1/4,2
NiCd/NiMH 4,5/4,95

Диапазон рабочих температур - от -40 до +85°С

При этом надо ещё отметить, что если LiIon аккумулятор заряжается в гордом одиночестве, то NiCd или NiMH подключается сразу три штуки. Ну а дальше, несколько фич, которые никого не могут оставить равнодушными: не нужен радиатор на микросхему, не смотря на изрядный ток; регулируемый максимальный ток заряда; температурный контроль и отключение заряда при определенной температуре; программируемый таймер максимального времени заряда; автоматический повтор зарядки при разряде подключенной батареи; ограничение зарядного тока при включении устройства. Такой вот списочек.

Теперь о самой процедуре заряда - она происходит так. После включения, микросхема начинает заряжать аккумулятор малым током - 10% от максимального зарядного тока, установленного резистором R1. При достижении на аккумуляторе напряжения 2,8 вольта - включается полная величина зарядного тока, то есть режим быстрой зарядки (fast charge). Ну а по достижении напряжения 4,5 или 4,1 вольта в зависимости от типа аккумулятора, зарядный ток начинает снижаться, а после снижения оного на 30% от номинального значения загорается светодиод HL1, что означает окончание заряда. Светодиод HL2 горит в течение всего цикла заряда.

Пара уточнений:
1. Конденсаторы С1 и С2 - керамические.
2. Резистор R1, определяющий зарядный ток считается по формуле: R=1000*(1.4/I), где I - это необходимый зарядный ток аккумулятора.