В продолжение темы зарядных устройств, выполненных по максимально простым схемам, предлагаю довольно таки хорошо зарекомендовавшее себя схемное решение для зарядки аккумуляторов типа АА и ААА.

В этой статье я предлагаю в очередной раз обратиться к операционному усилителю LM358, используемом в качестве компаратора. На рисунке (для удобства восприятия) представлен вариант зарядного для 2-ух аккумуляторов. Каждый заряжается отдельным каналом.

Как видим, схема состоит из двух основных частей – стабилизатор напряжения и контроллер заряда аккумуляторов.

Кроме того, в схеме установлены два индикаторных светодиода для наглядности. Первый светодиод горит постоянно и подтверждает включение устройства, а второй светодиод является индикатором окончания заряда.

Стабилизатор напряжения LM 317, при входном напряжении от 6 до 30 в, имеет на выходе (при таких номиналах резисторов) стабильно 5,2-5,4 в, что, в свою очередь, и необходимо нам.

Работа компаратора заключается в сравнении напряжений между 3 и 2 выводами микросхемы. Пока аккумулятор разряжен, напряжение на выводе 3 выше, чем на выводе 2 и транзистор полностью открыт, и аккумулятор продолжает заряжаться. Как только происходит превышение напряжения на выводе 2 (по сравнению с выводом 3) транзистор плавно закрывается, что приводит к медленному ограничению тока зарядки аккумулятора. При этом гаснет светодиод, обозначающий окончание процесса заряда.

Расскажу немного об используемых компонентах. Ток зарядки определяется резистором (27 ом на схеме). Такой номинал соответствует максимальному току заряда в 100 ма (для увеличения тока – уменьшаем номинал). Так как резистор ощутимо греется, его мощность должна быть 1-2 вт.

При токе в 100 ма можно использовать транзистор кт 315. Однако, если Вы планируете повышать зарядный ток, то рекомендую заменить транзистор на более мощный – кт 815.

В схеме используется подстроечные резисторы. Для достижения точного срабатывания компаратора применяйте многооборотные. Это избавит Вашу конструкцию от неправильной работы.

Настройка схемы сводится к установке напряжения сравнения для компаратора. Для этого, вместо аккумулятора подключаем резистор номиналом в 91 ом и вольтметр. Вращая подстроечный резистор, выставляем 1,41 в на этом резисторе – это и будет конечное напряжение для зарядки аккумуляторов.

В качестве источника питания конструкции я использовал трансформатор (китайский) и диодный мост.

К сожалению, заявленные производителем характеристики трансформатора (0.6 а х 12в) не соответствовали действительности, поэтому мне пришлось сделать его перерасчет в on-line калькуляторе и перемотать вторичную обмотку.

Исходя их моих потребностей, печатная плата выполнена для 4-ех каналов зарядки, то есть для 4-ех аккумуляторов. Как всегда, использовал метод ЛУТ и травление в хлорном железе.

Первый тест схемы с полностью разряженными аккумуляторами:

Так как у меня не было подходящего корпуса, то я решил его изготовить самостоятельно. В качестве «рамы» использовал алюминиевый уголок, а «стенки» из хромированных латунных листов.

Верхняя, лицевая панель изготовлена из текстолита и покрыта несколькими слоями лака.

На одном из радиолюбительских сайтов увидел схему для зарядки портативных Ni-Mn и Ni-Cd аккумуляторов с рабочим напряжением 1,2-1,4 В от USB-порта. С помощью этого устройства можно заряжать портативные аккумуляторные батарейки током примерно 100 мА. Схема несложная. Собрать её не составит труда даже начинающему радиолюбителю.

Конечно, можно купить готовое ЗУ. В продаже их сейчас великое множество и на любой вкус. Но их цена вряд ли удовлетворит начинающего радиолюбителя или того, кто способен сделать зарядное устройство своими руками.
Решил повторить эту схему, но сделать зарядное устройство для зарядки сразу двух аккумуляторов. Выдаваемый ток USB 2.0 составляет 500 mA. Так что можно смело подключить два аккумулятора. Доработанная схема выглядела так.

Так же хотелось, чтобы была возможность подключение внешнего источника питания напряжением 5 В.
Схема содержит всего восемь радиодеталей.

Из инструмента потребуется минимальный набор радиолюбителя: паяльник, припой, флюс, тестер, пинцет, отвёртки, нож. Перед пайкой радиодеталей их необходимо проверить на исправность. Для этого нам потребуется тестер. Резисторы проверить очень просто. Измеряем их сопротивление и сравниваем с номиналом. О том, как проверить диод и светодиод есть много статей в интернете.
Для корпуса использовал пластмассовый футляр размером 65*45*20 мм. Батарейный отсек вырезал из детской игрушки «Тетрис».

О переделке батарейного отсека расскажу подробней. Дело в том, что изначально
плюсы и минусы клемм питания батареек установлены противоположно. Но мне нужно было, что бы в верхней части отсека располагались две изолирование плюсовые клеммы, а внизу одна общая минусовая. Для этого я нижнюю плюсовую клемму перенёс наверх, а общую минусовую вырезал из жести, припаяв оставшиеся пружины.

В качестве флюса при паянии пружин применял паяльную кислоту с соблюдением всех правил техники безопасности. Место пайки обязательно промыть в проточной воде до полного удаления следов кислоты. Провода от клемм подпаял и пропустил внутрь корпуса через просверленные отверстия.

Батарейный отсек закрепил на крышке футляра тремя маленькими шурупами.
Плату выпилил из старого модулятора игровой приставки «Денди». Удалил все ненужные детали и дорожки печатного монтажа. Оставил только гнездо питания. В качестве новых дорожек использовал толстый медный провод. В нижней крышке просверлил отверстия для вентиляции.

Готовая плата плотно села в корпус, поэтому я её закреплять не стал.

После установки всех радиодеталей на свои места проверяем правильность монтажа и очищаем плату от флюса.
Теперь займёмся распайкой шнура питания и установкой тока зарядки для каждого аккумулятора.
В качестве шнура питания использовал USB шнур от старой компьютерной мышки и кусок питающего провода со штекером от «Денди».

Шнуру питания нужно уделить особое внимание. Ни в коем случае нельзя перепутать «+» и «-». У меня на штекере «+» питания подключен к центральному контакту чёрным проводом с белой полосой. А «-» питания идёт по чёрному (без полосы) проводу на наружный контакт штекера. На USB шнуре «+» идёт на красный провод а «-» на чёрный. Спаиваем плюс с плюсом и минус с минусом. Места пайки тщательно изолируем. Далее проверяем шнур на короткое замыкание, подключив тестер в режиме измерения сопротивления к клеммам штекера. Тестер должен показать бесконечное сопротивление. Все надо тщательно перепроверить, что бы ни спалить USB-порт. Если всё нормально, подключаем наш шнур к USB-порту и проверяем напряжение на штекере. Тестер должен показать 5 вольт.

Последний этап настройки это установка зарядного тока. Для этого разрываем цепь диода VD1 и «+» аккумулятора. В разрыв подключаем тестер в режиме измерения тока включенного на предел 200 mA. Плюс тестера на диод, а минус к аккумулятору.

Вставляем аккумулятор на место, соблюдая полярность, и подаём питание. При этом должен загореться светодиод. Он сигнализирует о том, что аккумулятор подключен. Далее, изменяя сопротивление R1, устанавливаем требуемый ток заряда. В нашем случае он равен примерно 100 mA . При уменьшении сопротивления резистора R1 зарядный ток увеличивается, а при увеличении уменьшается.

То же самое делаем для второго аккумулятора. После этого скручиваем наш корпус и
зарядное устройство готово к использованию.
Поскольку различные пальчиковые аккумуляторы имеют разную
емкость, потребуется разное время для зарядки этих аккумуляторов. Аккумуляторы
емкостью 1400 мА/ч с напряжением 1,2 В потребуется заряжать с помощью данной
схемы примерно 14 часов, а аккумуляторы 700 мА/ч потребуется всего 7 часов.
У меня имеются аккумуляторы емкостью 2700 мА/ч. Но заряжать их 27 часов от USB-порта не хотелось. Поэтому я и сделал гнездо питания для внешнего источника питания 5 вольт 1А, который у меня лежал без дела.

Вот ещё несколько фото готового устройства.

Наклейки рисовал программой FrontDesigner 3.0. Затем распечатал на лазерном принтере. Вырезал ножницами, наклеил лицевой стороной на тонкий скотч шириной 20 мм. Лишний скотч обрезал. В качестве клея использовал клей-карандаш, предварительно смазав им и наклейку и место, куда она клеится. Насколько это надёжно, пока не знаю.
Теперь плюсы и минусы данной схемы.
Плюс в том, что схема не содержит дефицитных и дорогостоящих деталей и собирается буквально на коленке. Так же есть возможность запитать от USB-порта, что не мало важно для начинающих радиолюбителей. Не надо ломать голову, откуда запитать схему. Не смотря на то, что схема очень простая, данный способ зарядки используется во многих промышленных зарядных устройствах.
Так же можно немного усложнив схему реализовать переключение зарядного тока.

Подбором R1,R3 и R4 можно выставить зарядный ток для разных по ёмкости аккумуляторов, тем самым обеспечив рекомендуемый зарядный ток для данного аккумулятора, который обычно равен 0,1C (C-ёмкость аккумулятора).
Теперь минусы. Самый большой, это отсутствие стабилизации зарядного тока. То есть
При изменении входного напряжения будет изменятся зарядный ток. Так же при ошибке в монтаже или коротком замыкании схемы есть большая вероятность спалить USB-порт.

Питание от батареек есть у многих электронных устройств. Особенно любят ими укомплектовывать игрушки с моторами и лампочками производители в Китае. Заряжаются такие устройства с помощью с помощью пальчиковых батареек классов АА и ААА. Чтобы зарядить такие элементы питания обычно используют розетку, вставляя туда готовые промышленные зарядки.

Можно сделать процесс зарядки батареек более экономичным и безопасным. Для этого понадобится изготовить зарядное устройство самостоятельно. Дополнительными преимуществами его станут: не зависимость от наличии сети в 220 В и возможность питания от любой техники, имеющей usb-вход. В качестве источника энергии подойдут ноутбук, планшет и даже автомобиль (при наличии адаптера на прикуриватель). Подойду любые usb-порты, способные выдавать 5V при силе тока до 500 мА.

Для изготовления простого разрядного устройства потребуется электрическая схема, представленная на рисунке:

На базе этой схемы создается печатная плата зарядного устройства:

Проектируемое зарядное устройство будет способно питать две батарейки АА с NiCd или NiMH ячейками. Получать энергию от него смогут аккумуляторы любой емкости при силе тока в районе 470 мА. С помощью ускоренного режима заряда батарейки 700 mAh будут готовы к полноценной работе через 1,5 часа, 1500 mAh – через 3,5, а самые мощные 2500 mAh – через 5,5.

Если температура батареек существенно увеличится, то зарядное устройство автоматически отсечет напряжение с помощью специального блока. Можно не опасаться оставлять его без присмотра на долгое время.

В качестве основы для зарядного устройства взят элемент Z1А, половина двойного компаратора напряжения LM393. «Контакт 1» является выходом и имеет два состояния: плавающее и низкое. Этот выход во время питания батареи через R5 управляет транзистором. Элемент Z1В на схеме отвечает за светодиодный индикатор, сигнализирующий о зарядке батареек. С помощью резистора R6 ток светодиода ограничен до 10 мА. АКБ имеет прямой контакт с термистором TR1, который дает сигнал к прекращению заряда при сильном перегреве. TIP31 представляет собой маломощный составной транзистор.

По краям разъема usb-кабеля выведены контакты +5VSB (красный провод) и GND (черный провод). Но специалисты рекомендуют перед подключением к схеме в обязательном порядке измерять мультиметром полярность.

Зарядное устройство собрано на компактной печатной плате, схему которой можно найти в архиве:

В тестовом режиме зарядное устройство отлично справляется со своими функциями. Два аккумулятора вполне возможно зарядить за пару часов. Дальнейшая бесперебойная работа показывает его надежность.

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank

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.