Automatisches Ladegerät, das nicht nur mit 220 Volt betrieben wird. Schema, Beschreibung

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Automatisches Ladegerät, das nicht nur mit 220 Volt betrieben wird. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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In Veröffentlichungen in der Amateurfunkliteratur findet man häufig Beschreibungen elektronischer Geräte und Komponenten, die zum Laden von Batterien für verschiedene Zwecke aus einem 220-V-Wechselstromnetz bestimmt sind.

Tatsächlich ist dieser Fluss an Plänen unbegrenzt und vielfältig. In letzter Zeit ist das Interesse von Funkamateuren jedoch zunehmend an Ladegeräten für verschiedene Batterien geweckt, die mit anderen Spannungsquellen betrieben werden – Autobatterien, verschiedene Batterien (Batterien) und einen Personalcomputer. Mit dem Aufkommen von tragbaren Ni-Mn- und Ni-Cd-Batterien auf dem öffentlichen Markt, deren Aussehen mit AA- und AAA-Batterien (Fingerbatterien mit verschiedenen Durchmessern und Längen) mit einer Betriebsspannung von 1,2 ... 1,4 V übereinstimmt, ist der Bedarf gestiegen Bei Geräten erhöht sich die Ladung dieser Akkus nur.

Von der Industrie angebotene elektronische Ladegeräte sind bereits überall erhältlich, aber ihr Preis wird einen unerfahrenen Funkamateur oder jemanden, der in der Lage ist, ein Ladegerät mit eigenen Händen herzustellen, wahrscheinlich nicht zufriedenstellen. Darüber hinaus erfordert ein solches Gerät keine teuren Teile, es ist einfach zu wiederholen, zusammenzubauen, zuverlässig im Betrieb (Brandschutz und elektrische Sicherheit) und dauert nur einen Abend.

Das einfachste Gerät zum Aufladen von Batterien mit einer Spannung von 1,2 ... 1,4 V ist der in Abb. dargestellte Stromkreis. 7.

Dieses Gerät ist für den Anschluss an den USB-Bus jedes modernen Personalcomputers (im Folgenden als PC bezeichnet) konzipiert. Wie Sie wissen, haben 4 Kontakte des multifunktionalen USB-Anschlusses folgenden Zweck: zwei - jeweils Stromversorgung „+“ und „-“ (5 V), die anderen beiden dienen als Informationsbus für den Datenaustausch mit Peripheriegeräten. Gemäß dem Diagramm (in Abb. 7) werden in diesem Fall nur zwei ±5 V-Leistungskontakte verwendet.

Automatisches Ladegerät, das nicht nur mit 220 Volt betrieben wird

Mit diesem Gerät können Sie tragbare Batterien mit einem Strom von ca. 100 mA laden (entsprechend dem im Diagramm in Abb. 7 angegebenen Widerstandswert des Widerstands R1). Da verschiedene AA-Batterien unterschiedliche Leistungskapazitäten haben, dauert das Laden dieser Batterien entsprechend unterschiedlich. Somit müssen Akkus mit einer Kapazität von 1400 mAh und einer Nennspannung von 1,2 V etwa 14 Stunden hintereinander über diese Schaltung geladen werden, und beispielsweise andere Akkus mit der gleichen Nennspannung von 1,2 V, aber mit einer Energie Mit einer Kapazität von 700 mAh muss das Gerät bei laufendem PC nur 7 Stunden lang aufgeladen werden, d. h. die Hälfte der Zeit. Hierbei ist zu beachten, dass die Nutzenergierückführung für verschiedene Batterietypen (Batterien) unterschiedlich ist und im Wesentlichen mit der Energieintensität jeder einzelnen Batterie vergleichbar ist.

Der Ladestrom in diesem Stromkreis fließt durch den Stromkreis R1 - VD1. Darüber hinaus wird der Akku über einen Stecker oder abnehmbare Kontakte angeschlossen. Zur visuellen Darstellung der Funktionsweise des Ladegeräts ist der Anzeigekreis R2, HL1 in den Stromkreis eingefügt. Während der Akku nicht angeschlossen ist, leuchtet die HL1-LED nicht. Sobald der Ladestrom im Stromkreis fließt (und dies geschieht, wenn die Last angeschlossen ist, also GB1), beginnt die Anzeige-LED HL1 zu leuchten. Es kann jede Art und Farbe haben und einen Strom von bis zu 10 mA haben. Wenn keine Notwendigkeit besteht, den Status des Geräts anzuzeigen, ist dies keine Seltenheit, da der Stromverbrauch innerhalb von 100 mA für den USB-Anschluss ungefährlich ist. PC, an den sogar ultrahelle LEDs und lokale Beleuchtungslampen angeschlossen werden können) - der Stromkreis R2, HL1 ist vom Stromkreis ausgeschlossen. Der Ladestrom kann durch Ändern des Widerstandswerts des Widerstands R1 angepasst werden. Mit den im Diagramm angegebenen Werten der Elemente beträgt der Ladestrom also 100 mA, und mit einer Verringerung des Widerstands des Widerstands R1 steigt der Ladestrom proportional an.

Nicht nur Funkamateure, sondern auch viele Hersteller von Industrieladegeräten, auch ausländische, gehen den eingeschlagenen Weg. Auf Abb. 8. Dargestellt ist ein AAA-Batterieladegerät, das über einen PC-USB-Anschluss mit Strom versorgt wird.

Automatisches Ladegerät, das nicht nur mit 220 Volt betrieben wird

Der Stromkreis dieses Geräts ist in seiner Einfachheit und Effizienz mit dem in Abb. gezeigten Ladekreis vergleichbar. 7.

Ein ebenso wichtiges Thema ist das Laden von Gerätebatterien für verschiedene Zwecke mit Gleichstrom aus Autobatterien mit einer Spannung von 12 und 24 V (letztere sind für einige in- und ausländische Lkw-Typen relevant, zum Beispiel Volvo FL7). Zu diesem Zweck werden verschiedene Ladegeräte verwendet.

Informationen für Funkamateure

Es ist möglich, Gerätebatterien direkt über Autobatterien aufzuladen (wenn die Nennspannung von Gerätebatterien niedriger ist als die von Autobatterien), aber diese Methode ist mit einer schnellen Verschlechterung der Gerätebatterie behaftet, unsicher und kann nur kurzfristig angewendet werden Frist in Notfällen, unter Feldbedingungen (und ähnlichen Bedingungen), ausnahmsweise, wenn es unmöglich ist, eine tragbare Batterie auf andere Weise aufzuladen.

In einer solchen Situation ist es am besten, ein spezielles Ladegerät mit einstellbarem Ausgangsstrom zu verwenden, dessen Stromkreis in Abb. dargestellt ist. 9.

(zum Vergrößern klicken)

Diese Schaltung wird häufig zum Aufladen von Mobiltelefonbatterien mit einer Nennspannung von 3,6 ... 3,8 V aus einer Autobatterie verwendet, beispielsweise für Mobiltelefone der Motorola- oder Sony Ericsson-Familie.

Hierbei sollten Sie die unterschiedlichen Anschlüsse für den Anschluss von Mobiltelefonen an das Ladegerät berücksichtigen. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, handelt es sich um eine zweifarbige Anzeige-LED mit gemeinsamer Kathode, die entsprechend rot anzeigt, wenn der Handy-Akku entladen ist (Ladestrom über 15 mA) und in grün, wenn der Handy-Akku vollständig geladen ist (Ladestrom unter 10 mA) oder dass die Last (Handy) gar nicht angeschlossen ist.

Wenn am Ausgang des Ladegeräts keine Last anliegt, ist die Ausgangsspannung gleichzeitig etwas höher als die Nennspannung, also etwa 4,2 ... 4,4 V. Die Oxidkondensatoren C1, C3 glätten Spannungsschwankungen, wenn Der Automotor wird eingeschaltet.

Die Grundlage für den Stromkreis dieses Geräts ist ein industrielles Autoladegerät für Telefone der Motorola-Familie. Das Gerät selbst ist auf dem Foto in Abb. dargestellt. 10.

Automatisches Ladegerät, das nicht nur mit 220 Volt betrieben wird

Ladegeräte für andere Handytypen sind nach einem ähnlichen Prinzip aufgebaut.

Um das Ladegerät selbst herzustellen, können Sie den umgekehrten Weg gehen und eine einfache Schaltung zusammenbauen, die in Abb. elf.

(zum Vergrößern klicken)

Dieses Gerät lädt Ni-Cd- (Nickel-Cadmium) und Ni-Mn- (Nickel-Mangan) Akkus. Das Gerät kann sowohl autonom (unabhängig) als auch als Teil eines gesamten Systems von Funkgeräten arbeiten, wenn eine unterbrechungsfreie Stromversorgung erforderlich ist (ein Ersatzakku ist immer einsatzbereit). In diesem Fall kann der Akku dauerhaft an das Ladegerät angeschlossen sein, unabhängig davon, ob der Akku gerade zur Stromversorgung der Verbraucher verwendet wird oder nicht. Der DA1-Chip ist ein beliebter K1006VI1-Timer, der als Komparator mit zwei Lastschaltschwellen enthalten ist. Ein Merkmal dieser Mikroschaltung ist ihre leistungsstarke Ausgangsstufe, mit der Sie der Last einen maximalen Strom von bis zu 300 mA zuführen können.

Die Referenz-Niederspannung für beide Komparatoren (Vergleichsschaltungen des K1006VI1-Timers) wird von einer Referenzspannungsquelle geliefert, die auf der Zenerdiode VD1 implementiert ist. In diesem Fall kann am Ausgang des DA1-Mikroschaltkreises (Pin 3) eine Spannung im Bereich von 0 ... 8,4 V anliegen – abhängig von der Spannung an den beiden Schwellwerteingängen (Pins 2 bzw. 6 des DA1-Mikroschaltkreises) . Die Spannung an diesen Eingängen wird durch variable Widerstände so eingestellt, dass zwischen dem Auftreten der Ausgangsspannung an Pin 3 und ihrem Verschwinden eine Verzögerung entsteht (so dass eine Hysterese entsteht).

Einrichtung

Zur Einstellung wird an den Ausgang des Gerätes eine einstellbare Konstantspannungsquelle angeschlossen. Das Gerät kann tragbare Akkus sowohl in Form einzelner Fingerzellen als auch bestehend aus in Reihe geschalteten Akkus gleichen Typs laden. Der variable Widerstand R6 dient zur Einstellung der Abschaltschwelle des Ladegeräts (wenn der Akku seine volle Kapazität erreicht). Damit sollten Sie die Abschaltschwelle von 1,4 V einstellen (für eine Zelle von AA- oder AAA-Batterien – für andere Batterien wird gemäß den Passdaten eine andere Spannung verwendet). Ebenso wird der Widerstandswert des variablen Widerstands R4 angepasst, je nachdem, welcher Lademodus eingeschaltet ist. Der Ladeschwellenwert sollte bei etwa 1,1 V liegen (bei Verwendung einer AAA-Zelle).

Der maximale Strom des Ladegeräts wird durch die Parameter des DA1-Chips bestimmt und darf 250 mA nicht überschreiten (da ein Begrenzungswiderstand R3 vorhanden ist).

Das Gerät kann mit einem Stromverstärker und einer leistungsstarken Endstufe ergänzt werden, dann erhöht sich der nutzbare Ladestrom, aber das ist Thema eines anderen Artikels und eines Vorschlags für innovative Funkamateure.

In diesem Fall wird zum Laden von tragbaren Batterien mit geringer Kapazität der Widerstandswert des Widerstands R3 so gewählt, dass der Ladestrom nicht mehr als 0,1 der Nennkapazität der Batterie beträgt (angegeben im Datenblatt der Batterie oder auf ihrem Gehäuse in Ah). In der Praxis kann der Widerstandswert dieses Widerstands in einem weiten Bereich von 15–510 Ohm liegen.

Die Diode VD2 verhindert, dass sich die Batterie über die Ausgangsstufe des DA1-Chips entlädt, wenn kein Ladestrom vorhanden ist und an Pin 3 von DA1 ein niedriger Spannungspegel anliegt.

Über Details

Alle Festwiderstände vom Typ MLT-0,25. Zenerdiode VD1 Typ KS456A, KS147A. Anzeige-LED – beliebig mit Strom bis zu 12 mA. Das Leuchten dieser LED zeigt an, dass kein Ladestrom vorhanden ist (es besteht kein Kontakt zur Last – der Akku bzw. die Batterie ist vollständig geladen). Gleichrichterdiode VD2 Typ D247, D213 mit beliebigem Buchstabenindex oder ähnlichem. Die variablen Widerstände R4, R6 sind Multiturn-Widerstände, zum Beispiel SP 1-49V. Der Oxidkondensator C1 Typ K50-29 oder ähnlich verhindert Störungen (glättet Stromwelligkeiten), beispielsweise bei laufendem Automotor. Unpolare Kondensatoren vom Typ C2-C4. KM6 oder ähnlich. Ihre Aufgabe besteht darin, den Einfluss von Störungen auf den Betrieb der Mikroschaltung zu verhindern.

Mit Hilfe dieses Gerätes ist es aufgrund des großen Einstellbereichs der Ausgangsspannung bei einem Strom von bis zu 300 mA möglich, verschiedene Batterietypen zu laden, d. h. dieses Gerät ist universell einsetzbar.

Autor: Kashkarov A.P.

Siehe andere Artikel Abschnitt Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen.

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