Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Зарядное устройство на MAX713. Импульсный режим.

Вступление

MAX713 — наверное, самый известный контроллер заряда для NiCd/NiMH. Я о нем прочитал в незапамятные времена в журнале Радио и прикупил сразу, как только смог. Сделать планировал универсальный зарядничек для пальчиковых и иже с ними аккумуляторов. Но… Провалялся он у меня лет пять, задача утратила актуальность и однажды я решил применить его хоть куда-нибудь. Вот, зарядник от свежекупленного шуруповерта подойдет. А то уж больно убог он, да и пятичасовой заряд без контроля — не комильфо.

Первый вариант схемы был содран из журнала, обычный линейный режим. Ключевой транзистор, рассеивая 4Вт, прилично грелся и сварил до смерти одну из банок аккума. Не айс. Кроме того, родной блок питания не выдавал необходимых для нормальной работы зарядника 20В, и я начал изучать импульсные источники — хотелось запилить нечто в корпусе родного адаптера, а то в кейс не влезет. После прочтения книги Семёнова, в очередной раз заглянув в даташит, я обнаружил, что вариант включения MAX713 в импульсном режиме стал куда понятнее, и перепилил под него. Ну и кроме того, после нескольких экспериментов, с дымом и без, зарядник таки обзавелся импульсным источником питания. Но о нем — в следующий раз.

Описание MAX713

В целом, алгоритм работы контроллера схож с уже описанным в предыдущей статье. Эта микросхема работает почти так же, вот только у ней вдвое больше ног и:
  • Встроенный стабилизатор зарядного тока. Причем, можно вывести его в неустойчивый режим, тогда он будет работать как ШИМ-регулятор.
  • Встроенный делитель напряжения. Тут количество элементов в батарее задается так же, как и таймаут — подачей соответствующей кодовой комбинации на выводы PGM.
  • Встроенный стабилизатор питания контроллера.
  • Таймер и слежение за температурой могут работать одновременно.
Кроме того, есть практически идентичная микра MAX712. Отличается она только условием завершения заряда по dv/dt — по прекращению нарастания напряжения на аккумуляторе, а не по его снижению (т.е. MAX712 отключает при dv/dt=0V, а MAX713 при dv/dt=-2.5mV, dt зависит от выбранного таймаута зарядки и составляет от 21 до 168 секунд).

Итак, чего на схеме есть интересного.

  • Программируемый делитель напряжения. Управляется через выводы PGM0 и PGM1, состоянием которых можно задать число элементов в батарее от 1 до 16. Кодовая табличка приведена в даташите.
  • Таймер, управляемый выводами PGM2 и PGM3. Ими можно задать максимальное время заряда (как в MC33340), а также отключить слежение за dv/dt. Табличка там же.
  • Температурный компаратор. Идентичен таковому в MC33340, только выводы ни с чем не мультиплексированы.
  • Параллельный стабилизатор на 5В. Обеспечивает микросхему стабильным питанием.
  • Единственный информационный выход — nFASTCHG. Придавлен к земле когда идет быстрая зарядка.
  • Стабилизатор зарядного тока.
С первыми тремя пунктами все вполне понятно, а вот стабилизаторы стоит рассмотреть чуть подробнее.
Стабилизатор питания

Стабилизатор питания в MAX713 — параллельный. Поэтому запитывать ее следует через резистор. Резистор должен обеспечивать ток не менее 5 мА (примерно столько потребляет микросхема), но не более 100 мА (это максимум, который способен прожевать стабилизатор). Поскольку ток довольно скромный — лучше всего выбрать его в районе 8-10 мА и подавать через последовательно включенные резистор и светодиод, индицирующий наличие питания. Разумеется, в этом случае источник питания должен обеспечивать достаточное напряжение, где-нибудь от 8-9В. Ну а менее, чем 5В и вовсе недостаточно в любом случае. Запас в 3-5 мА нужен для питания индикатора заряда.

Резистор в данной схеме рассчитывается по следущим формулам:
R1 = (VMIN — VLED — 5В) / 8мА
R1 > (VMAX — VLED — 5В) / 20мА

Если не удается удовлетворить второму условию — можно перенести индикатор питания в другое место (скажем, запитать его через резистор от стабилизированных 5В) и увеличить ток с 20 мА до 100 мА. Также, если индикатор питания запитан от питания контроллера — придется увеличить минимальный ток. Кроме того, сопротивление в 470 Ом для второго резистора маловато. Следует увеличить либо его, либо минимальный ток через R1.

Кроме того, минимальное напряжение питания девайса в целом определяется количеством заряжаемых батарей по формуле:
VMIN = N * 1.9В + VO,
где N — количество элементов в батарее, а VO — падение напряжения на регулирующем элементе. Оно составляет 1.5В для линейного режима и 2В для импульсного. Если напряжение на выходе источника питания пульсирующее (например, обычный сетевой адаптер с трансформатором и мостиком) — VMIN должно быть ниже уровня пульсаций.

Также стоит отметить, что при питании более 20В следует принимать специальные меры. Подробнее — в даташите.

Стабилизатор зарядного тока

А вот и самая интересная часть. Этот блок обеспечивает режим заряда аккумуляторов. Он может находиться в одном из трех режимов:

  • Стабилизация выходного напряжения. Этот режим включается при отсутствии на выходе батареи и ограничивает выходное напряжение на уровне N * VLIMIT. VLIMIT задается напряжением на одноименном выводе, обычно он подключается к встроенному источнику опорного напряжения на 2В (вывод V
    REF
    ). Также в этот режим зарядник может перейти при зарядке неисправной батареи, если напряжение на ней во время заряда превысит N * VLIMIT.
  • Стабилизация выходного тока в режиме быстрого заряда. Это основной режим заряда аккумулятора. Ток определяется сопротивлением шунта RSENSE по формуле RSENSE = 0.25В / IFAST.
  • Стабилизация выходного тока в режиме капельного заряда. Он, в зависимости от выбранного максимального времени заряда, составляет от 1/8 до 1/64 тока быстрого заряда. Табличка… Да-да, все там же 🙂 В целом, если выбирать время адекватно, ITRICKLE оказывается в диапазоне C/10..C/20.

Кроме того, сам стабилизатор может работать в одном из двух режимов — импульсном или линейном. Это определяется емкостью конденсатора коррекции C2. Линейный режим весьма прост и неоднократно описан. Но — в нем на регулирующем транзисторе рассеивается приличная мощность, кроме того, вывод DRV микросхемы тоже работает в линейном режиме и на нем тоже рассеивается некоторая мощность (которая, в сумме с мощностью, расеиваемой стабилизатором питания микросхемы, не должна превышать 0.6-0.8Вт в зависимости от корпуса).

Приведенная в даташите схема включения в импульсном режиме, по сравнению с линейным, несколько пугает и весьма скудно описана. Однако, если присмотреться (и если разбираться в импульсных преобразвателях, разумеется) не все так страшно. По большей части, тут все то же самое, но:

  • Конденсатор C2 заметно уменьшился. Именно это переводит петлю стабилизации тока в неустойчивый режим. Он же определяет частоту генерации, в данном случае — около 30 кГц.
  • Регулирующий транзистор теперь полевой (хотя, на самом деле, туда без проблем можно вкорячить биполярник) и вместе с D2 и L1 образует обычный step-down. Работа этой схемы неплохо описана DI HALT'ом, канализационная аналогия прилагается 🙂 Дроссель можно посчитать, но в принципе, схема допускает нехилый разброс его индуктивности, так что можно просто взять 220 мкГн и не заморачиваться (у меня оно работало даже с дросселем на 1 мГн из ЭПРА).
  • На Q1, Q2 и R2 собран драйвер MOSFET'а. В принципе, вполне типичная схема. Хотя, если напряжение питания превышает максимально допустимое напряжение исток-затвор — над драйвером придется поработать… Либо заменить полевик на биполярник.
  • Любопытно реализована схема питания и индикации. Ток питания ограничивается неким «токоограничивающим диодом», каковых я с полпинка в продаже не нашел, а индикатор запитывается не от питания контроллера, а от входного. Можно взять на заметку, а можно откатить на вариант из раздела про питание, он проще.

На этом я закруглюсь с описанием микросхемы, хотя в даташите описано еще некоторое количество тонкостей. Перейдем к конструкции.
ТЗ
  • Заряжаемая батарея: 12В, 1200мАч, NiCd.
  • Корпус: от родного зарядника, довольно небольшой.
  • Питание: сетевой адаптер, 20В 0.4А.

Выбор и расчет схемы

Прежде всего — выберем схему. Режим — импульсный (в корпус некуда вкорячить достаточно эффективный радиатор), питание МС через резистор (питание стабильное и искать токоограничивающий диод или корячить стабилизатор тока смысла нет), индикация двумя светодиодами («Питание» и «Заряд») по наиболее простой схеме. Кроме того, поскольку напряжение питания 20В — что близко к предельно допустимому для затвора VT4 и U1.DRV — введем дополнительный транзистор VT1. Он, во первых, ограничит напряжение на U1.DRV примерно пятью вольтами, а во вторых — ограничит напряжение исток-затвор транзистора VT4 примерно на уровне -15В.

Затем выберем параметры. Во первых, это ток заряда. Параметры адаптера ненавязчиво намекают выбрать его равным C/3, т.е. 400мА (примерно столько же было и в родной схеме). VMIN = 10 * 1.9В + 2В = 21В, что чуть выше, чем напряжение адаптера. Но в данном случае не страшно, параметр «1.9В» в формуле — это максимальное напряжение на одном элементе во время заряда, но при столь малом токе (а MAX713 рассчитана на токи до 4C) оно врядли будет достигнуто. Время заряда примерно можно посчитать как 1.5 * C / I, что дает 4.5 часа. Выбираем из таблички подключение для PGM3/4, дающее таймаут 264 минуты (максимальный) с включенным voltage slope detection (т.е. отключение по dv/dt). Также выбираем из таблицы подключение PGM0/1 для 10 элементов в батарее. Слежение за температурой в батарее не предусмотрено, так что просто подаем 0 на TLO, 5В на THI и нечто среднее на TEMP, удобнее всего взять V
REF
, которое равно 2В. Повесим туда же и VLIMIT, это дефолтный вариант из даташита.

Теперь необходимо посчитать номиналы.

Конденсаторы по большей части выбираем «как в даташите» или «что есть, но не слишком далеко от даташита». Критичен здесь только C4, но 220пФ у меня не было. C5 можно уменьшить вплоть до 1мкФ, остальные уменьшать не стоит. Не забываем и про напряжение — все электролиты на 25В, кроме C5 на 6.3В. Транзисторы опять же по принципу «что есть», в качестве VT1-VT3 подходят любые маломощные транзисторы общего назначения соответствующей проводимости, а вот VT4 должен выдерживать не менее 25В сток-исток, исток-затвор 15-20В, ну и выдерживать ток порядка ампера. Да, IRF9540 — нехило так эти параметры переплевывает, но — что в магазине было. Я еще посматривал на FETKY-сборку из дохлого винта, но она была всего на 20В. VD1 — любой шоттки на требуемые ток (порядка 0.5-1А) и напряжение (более 20В, лучше с запасом). В качестве VD2 вообще пригоден почти любой диод на 0.5 А и 20В. СИДы выбираем по вкусу, я выбрал зеленый на питание и красный на заряд, трехмиллиметровые — по размеру дырок в корпусе.

Чуть интереснее расчет резисторов и дросселя.

R1 считается по приведенной выше формуле. 1.2кОм чуть менее расчетного значения, но это не страшно. Зато есть запас тока на HL2. R2 ограничивает ток HL2 примерно тремя миллиамперами. Можно было и побольше, тускло светит, а запас питания есть. R4 задает ток каскада на VT1, в данном случае примерно 3мА (на нем 5В минус падение на выводе DRV МС и эмиттерном переходе транзистора), на R3 при этом токе должны падать остальные 15В. R5 — токозадающий, формула опять же приведена выше.

В плане дросселя вполне приемлема точность как у Фау-1 — плюс-минус пол-Лондона, какая разница. Сперва я взял дроссель фильтра из ЭПРА, но он, зараза, грелся до оверсотни градусов, и тока нужного не выдавал. Пришлось перемотать его проводом потолще, около 0.3-0.4мм, взятым с балластного дросселя той же ЭПРА. Сердечник дросселя фильтра — гантелька, длиной около сантиметра и внешним диаметром около 8мм. После намотки до заполнения получилось как раз 250-300 мкГн, подошло отлично и не грелось.

Рекомендации по трассировке платы

Во первых, даташит предупреждает — C4 необходимо цеплять к выводам CC и BATT- как можно более короткими дорожками, в идеале — вообще SMD прямо между ними посадить. Во вторых, по дорожке, соединяющей U1.GND и R5 не должны течь токи силовой части. Проще говоря, она должна соединять их напрямую, ни на что больше не отвлекаясь, и от U1.GND больше никуда не идти. То же самое касательно соединения U1.BATT- и R5. Но тут допустимо после U1.BATT развести соединения к обвязке МС. Провод к BAT- тоже надо отводить непосредственно от ножки R5 отдельной дорожкой. Также нежелательна большая длина проводов между U1.BATT+ и BAT+ и между U1.BATT- и BAT-. К силовой части (VT4, VD1, VD2, L1, C1, C2, C6) применяются обычные правила разводки импульсных силовых схем, т.е. силовые дорожки потолще и покороче, площадь контура протекания больших импульсных токов (здесь это C1/C2, сток-исток VT4, VD1 и в меньшей степени L1 и C6) поменьше и все такое. Заметные импульсные токи есть и в контуре драйвера — C1/C2, VT2/VT3, VT4.
Фоточки

Версия первая, линейная:

Версия вторая, импульсная. Можно заметить две вполне типичные ошибки трассировки. Во первых, я влепил VT4 туда, где под него нету места по высоте. Поэтому он так странно установлен 🙂 Кстати, черный бочонок за ним — тот самый дроссель. Во вторых, я забыл провести одну из дорожек, теперь там перемычка. Ну и в третьих, уже позже я добавил параллельно C6 керамический SMD кондер на 0.1 мкФ.

Ну и в полном сборе:

Заметно, что светодиод «Зарядка» светит тускловато.

Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое

Так, товарищи. Сейчас мы с вами будем заряжать аккумуляторы, просто, качественно, а главное - быстро. Для чего воспользуемся микросхемой MAX713 от компании MAXIM. Это специализированная микросхема, заточенная именно под зарядку указанных типов аккумуляторов.

Итак, что же она умеет - подходите ближе, сейчас увидите.
Итак MAX713 позволяет:

  • заряжать Никель-Кадмиевые и Никель-МеталлоГидридные аккумуляторы в количестве от 1 до 16 штук одновременно;
  • в режиме быстрого заряда регулировать ток заряда от С/3 до 4С, где С - емкость аккумулятора;
  • в режиме медленного заряда доводить аккумуляторы до кондиции током С/16;
  • отслеживание состояния аккумулятора и автоматический переход от быстрого заряда к медленному;
  • в отсутствии зарядного тока через микросхему "утекает" всего 5мкА от аккумуляторов;
  • возможность отключения заряда по температурным датчикам или по таймеру;

Ну и хватит - и так вон сколько получилось.
Как обычно, чтобы разговаривать предметно, смотрим на схему:

Вообще говоря, как мы помним еще со староглиняных времен, заряжать аккумуляторы рекомендовалось током 0,1С, где С - емкость аккумулятора. Однако, с тех пор утекло много пива и производители научились делать более совершенные аккумуляторы, позволяющие учинять над собой такое безобразие, как быстрый заряд (Fast Charge).
"It"s okey", говорят они - вы можете заряжать наши аккумуляторы гораздо большим током - главное не превышать значение 4С, иначе может случиться big-bada-bum.

Разумеется, чем больший зарядный ток используется в процессе зарядки, тем меньше времени нужно на эту самую зарядку. Однако, все же, увлекаться сильно не стоит - ток током, а долговечность аккумулятора тоже не последнее дело. Поэтому, в MAX713 реализован не только быстрый, но и медленный заряд (Trickle Charge), который включается по достижении аккумулятором полного заряда большим зарядным током.

Схема, показанная выше позволяет заряжать два аккумулятора, ёмкостью по 1000мА/ч каждый, током С/2, то есть 500мА.
Имеется индикация включения питания - HL1 и индикация быстрого заряда - HL2.
Аккумуляторы включаются последовательно.
Входное напряжение должно быть равно 6 вольтам. Вы еще тут? А ну бегом за паяльником!

Что? Вам надо заряжать четыре аккумулятора сразу? И не 1000мА/ч, а 1200?
Ну ладно, тогда не бежим за паяльником, а слушаем дальше.

Как я уже говорил, эта микросхема позволяет заряжать до 16 аккумуляторов, током до 4С. Итак, что же от нас требуется, чтобы спроектировать зарядное устройство под наши конкретные цели?

  1. Определиться с зарядным током аккумуляторов. Неплохо было бы узнать, какой максимальный зарядный ток рекомендует производитель. Ну а если не узнали, тогда уж на свой страх и риск. Для начала, я бы не стал превышать С/2.
  2. Решить сколько аккумуляторов нужно заряжать одновременно. После этого, согласно Таблице 1 определить, куда припаивать выводы PGM0 и PGM1. Разумеется, чтобы не перепаивать каждый раз микросхему, нужно предусмотреть переключатель, если нужно заряжать разное количество аккумуляторов.
  3. Подобрать входное напряжение на зарядное устройство. Оно может быть рассчитано по формуле:
    U=2+(1,9*N),
    где N - количество аккумуляторов
    Но это напряжение не может быть меньше 6 вольт.
    То есть, если вы будете заряжать даже один аккумулятор - входное напряжение должно составлять 6 вольт.
  4. Определить мощность выходного транзистора, после чего по справочнику подобрать подходящий. Мощность определяется так:
    P=(Uin - Ubatt)*Icharge,
    где:
    Uin - максимальное входное напряжение,
    Ubatt - напряжение заряжаемых аккумуляторов - суммарное, разумеется,
    Icharge - зарядный ток.
  5. Посчитать сопротивление R1. R1=(Vin-5)/5 - сопротивление получается в килоомах, чтобы получить Омы надо посчитанное значение умножить на 1000.
  6. Определить сопротивление R6. R6=0.25/Icharge Если Icharge подставляется в амперах, сопротивление мы получим в Омах, если а миллиамперах, то в килоомах. Не теряйтесь.
  7. Выбираем время заряда. Это нужно для того, чтобы в случае неисправного аккумулятора, зарядное устройство не гоняло его, бедолагу бесконечное число часов, а отключило по таймеру, даже если аккумулятор и не зарядился. Для выбора времени заряда пользуемся Таблицей 2. И прикручиваем ноги PGM2 и PGM3 согласно этой таблице.
  8. Разумеется, не забудьте учесть при этом зарядный ток, который был выбран, а то может случиться так, что устройство отключится раньше, чем зарядится аккумулятор.

Собственно говоря и все. Дальше будут таблицы.

Таблица 1. Задание количества заряжаемых аккумуляторов.

Количество аккумуляторов

Соединить PGM 1 с…

Соединить PGM 0 с…

1

V +

V+

2

Не подсоединять

V+

3

REF

V+

4

BATT-

V+

5

V+

Не подсоединять

6

Не подсоединять

Не подсоединять

7

REF

Не подсоединять

8

BATT -

Не подсоединять

9

V+

REF

10

Не подсоединять

REF

11

REF

REF

12

BATT-

REF

13

V+

BATT-

14

Не подсоединять

BATT -

15

REF

BATT-

16

BATT-

BATT-

Таблица 2. Задание максимального времени заряда.

Время заряда (мин)

Выключение по падению напряжения

Соединить PGM 3 с…

Соединить PGM 2 с…

22

Выключено

V +

Не подсоединять

22

Включено

V +

REF

33

Выключено

V +

V+

33

Включено

V +

BATT-

45

Выключено

Не подсоединять

Не подсоединять

45

Включено

Не подсоединять

REF

66

Выключено

Не подсоединять

V+

66

Включено

Не подсоединять

BATT-

90

Выключено

REF

Не подсоединять

90

Включено

REF

REF

132

Выключено

REF

V+

132

Включено

REF

BATT-

180

Выключено

BATT -

Не подсоединять

180

Включено

BATT-

REF

264

Выключено

BATT -

V+

264

Включено

BATT -

BATT-

См. так же: Хождение под мухой или две недели с MAX713.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Блок питания для ручных приборов с применением микросхем фирмы MAXIM

   Часто портативные устройства рассчитаны на питание как от сетевого малогабаритного источника питания (адаптера), так и от внутренних аккумуляторных батарей (АБ). Радиолюбитель при проектировании электронного прибора с батарейным питанием может столкнуться с некоторыми проблемами. Например, блок питания должен обеспечивать быструю и безопасную зарядку АБ с точным контролем степени их заряженности, стабилизацию выходного напряжения и осуществлять эффективное переключение питания между батареей и внешним источником. В этой статье описан блок питания (БП) для ручного прибора (РП), отвечающий указанным требованиям.

   Идет время, изменяются понятия и предметы, которые считались незыблемыми. Еще недавно электронно-вычислительная машина занимала несколько залов, а сейчас более производительный ноутбук помещается в небольшой сумке. Лет 10-15 назад в электронной технике широко применялись микросхемы малой степени интеграции, из которых составлялись очень большие по объему и трудоемкие по сборке и наладке блоки электронной аппаратуры. Сейчас же аналогичное по сложности цифровое устройство можно разместить на одном кристалле, например ПЛИС фирм «Altera» или «Xilinx». Американская фирма «Lattice Semiconductor» предлагает аналогичное решение для аналоговых схем.[1] А в одном корпусе микросхемы серии AT94S фирмы «Atmel» находятся перепрограммируемые микроконтроллер и ПЛИС — это новое семейство СБИС класса SOC («система на кристалле»). Все эти новшества вызваны одной из основных тенденций в современной электронике — минимизацией и мобильностью разрабатываемой электронной аппаратуры и сокращением сроков ее разработки.

   Ручные приборы (см. рис.1), карманные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, и другие современные переносные устройства позволяют нам работать и отдыхать независимо от нашего местоположения и удаленности от линий электропитания. Все эти электронные приборы требуют малогабаритных, легких, экономичных и надежных блоков питания.

Рис. 1. Внешний вид ручных приборов.

   Поскольку, различные электронные приборы занимают значительное место в нашей жизни, то немаловажной является не только их функциональная пригодность, но и их эстетическая ценность. Воздействие на внутреннее состояние человека (эмоции, желания, чувства) окружающих вещей — факт бесспорный. Поэтому даже в радиолюбительской практике оформления электронной аппаратуры становится в наши дни все более актуальной. Для ручных приборов удобно использовать малогабаритные корпуса фирмы Bopla (серия BOSS 900).[2] Чертеж корпуса для прибора с указанием основных размеров представлен на рис.2.


Рис. 2. Чертеж корпуса BOSS 900 фирмы «Bopla».

   Приборы в таких корпусах имеют отличный внешний вид и удобны в эксплуатации. Узкая нижняя часть корпуса позволяет уверенно держать прибор в руках, а в широкой верхней части достаточно места для большого жидкокристаллического индикатора (ЖКИ), например, PI-1604F фирмы Powertipe. В корпусе размещаются две платы размером 70x140 мм. Объем корпуса можно увеличить, установив стандартную 10мм вставку (см. рис.2). В корпусе имеется батарейный отсек для четырех пальчиковых гальванических элементов или аккумуляторов размера АА. Для корпусов этой серии выпускаются пленочные клавиатуры (ПК), которые устанавливаются в специальные посадочные места на лицевой панели.[3] ПК могут быть рекомендованы к применению практически для всей гаммы приборной продукции. Внешний вид, размер, расположение и количество кнопок, цветовое решение клавиатуры ограничивается исключительно фантазией разработчика электронного прибора. Благодаря клейкой основе на обратной стороне клавиатуры монтаж занимает считанные секунды. Подключение клавиатуры к печатной плате осуществляется посредством гибкого шлейфа.

   Обобщенная функциональная схема РП приведена на рис.3. По такой схеме уже разработано и собрано несколько РП. Приборы отличаются друг от друга датчиками (т.к. измеряются величины разных физических сред), устройством согласования (преобразователь напряжение-частота, ЦАП), а так же наличием или отсутствием обратной связи (ОС) микроконтроллера с устройством согласования и датчиками. ОС может быть нужна для автоматического изменения предела измерения и калибровки измерительной части схемы прибора.


Рис. 3. Функциональная схема ручного прибора (РП).

   Области применения приборов самые разные, но принцип работы схож. Данные с датчика (или датчиков) оцифровываются в устройстве согласования и в цифровом виде поступают в микроконтроллер. Обработанная информация выводится на ЖКИ и, если необходимо, на компьютер через устройство ввода/вывода (например, через последовательный порт, собранный на микросхеме MAX232). Для выбора режима измерения, ввода в прибор необходимых констант и т.д. используется клавиатура. В стационарных условиях и при питании РП от лабораторного источника питания разрабатываемые приборы удавалось достаточно быстро отладить и заставить работать. Сложности начинались при использовании приборов в «полевых» условиях. Не сразу удалось разработать приемлемый вариант малогабаритного, надежного блока питания. На функциональной схеме РП он обведен штриховой линией.

   Блок питания прибора состоит из АБ, зарядного устройства для зарядки аккумуляторов (ЗУ), преобразователей напряжения DC/DC и устройства управления БП (УУ БП).

   Принципиальная схема БП РП приведена на рис.4. Он собран на микросхемах фирмы Maxim.[4] Эта фирма производит микросхемы практически для всех видов источников питания.

Рис. 4. Принципиальная схема БП ручного прибора.

   В блоке питания для зарядки аккумуляторов использован контроллер зарядного устройства MAX713, который позволяет заряжать никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы. [5] ЗУ на микросхеме MAX713, представляет собой источник постоянного тока с ограничением по напряжению и таймером. ЗУ позволяет заряжать как единичный элемент, так и батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов. Число заряжаемых аккумуляторов программируется через выводы PGM0 (выв.3 DD2) и PGM1 (выв.4 DD2). В описываемом устройстве микросхема сконфигурирована для зарядки четырех аккумуляторов. Для этого на вывод PGM0 подано напряжение питания микросхемы (+V), а на вывод PGM1 — напряжение с минусового вывода аккумуляторной батареи (-BATT). В табл.1 приведены возможные варианты подключения выводов PGM0 и PGM1.

   Таблица 1. Программирование числа заряжаемых элементов в аккумуляторной батарее

N12345678
PGM0+V+V+V+VOPENOPENOPENOPEN
PGM1+VOPENREF-BATT+VOPENREF-BATT

N910111213141516
PGM0REFREFREFREF-BATT-BATT-BATT-BATT
PGM1+VOPENREF-BATT+VOPENREF-BATT

   Примечание к таблице 1.
N — число элементов в аккумуляторной батарее,
OPEN — выводы микросхемы MAX713 не подключены.

   Микросхема MAX713 позволяет установить максимальное время быстрой зарядки, по окончании которого зарядка будет прекращена. Это обеспечивает безопасную работу устройства, даже если был подключен неисправный аккумулятор. Время быстрой зарядки устанавливается с помощью выводов PGM2 и PGM3. В табл.2 приведены возможные варианты подключения PGM2 и PGM3.

   Таблица 2. Программирование максимального времени быстрой зарядки

T,мин2233456690132180264
PGM2REF-BATTREF-BATTREF-BATTREF-BATT
PGM3+V+VOPENOPENREFREF-BATT-BATT

   Максимальное время зарядки определяется по формуле:

T=75C/Iзар,

где: C — емкость аккумулятора в мА*ч,
Iзар — зарядный ток в мА,
T — максимальное время зарядки в минутах.

   В табл.2 выбирают ближайшее большее значение максимального времени быстрой зарядки и определяют соответствующее ему подключение выводов PGM2 и PGM3. Выбор режимов быстрой зарядки производится впайкой соответствующих перемычек в разъеме XT1. Автор, как правило, при использовании аккумуляторов 1,2В 750мА*ч соединял вывод PGM2 с -BATT, а вывод PGM3 — с REF.

   Момент полной зарядки аккумулятора определяется по изменению зависимости его напряжения от времени зарядки. Зарядное устройство, собранное на микросхеме MAX713, периодически (с периодом Tкон) измеряет напряжение на заряжаемом аккумуляторе и определяет момент, когда изменение напряжения сменит знак. Именно этот момент соответствует полной зарядке. При уменьшении напряжения быстрая зарядка прекращается. По окончании режима быстрой зарядки продолжается зарядка слабым током, так называемая «дозарядка».

   При программировании времени зарядки автоматически устанавливаются оптимальный период контроля Tкон и, ток «дозарядки» Iдоз . Стандартные значения для микросхемы MAX713 времени зарядки Tзар и зарядного тока Iзар приведены в табл.3. Ток зарядки (Iзар) приведен в долях от емкости аккумулятора, а ток «дозарядки» (Iдоз) в долях от зарядного тока (Iзар). В описываемом зарядном устройстве ток быстрой зарядки выбран 360мА, максимальное время зарядки 132 мин., ток «дозарядки» — порядка 22-25мА, а период контроля — 84 сек.

   Таблица 3. Стандартные значения для микросхемы MAX713

T, мин2233456690132180264
Iзар4C2C1,5CCC/1,5C/2C/3C/4
Ткон<sub>, с212142428484168168
Iдоз1/641/641/321/321/161/161/81/8

   Текущий ток зарядки регулируется полевым р-канальным транзистором VT5, который управляется микросхемой DA2. Контроллер DA2 постоянно отслеживает напряжение на резисторе R8. Значение R8, равное 0,7Ом, ограничивает ток заряда величиной 360мА. Ток заряда может быть изменен путем выбора другого номинала для R8.

   Значение резистора R8 рассчитывается по формуле:

R8=250/Iзар,

где: Iзар — зарядный ток в мА,
R8 — сопротивление в Ом.

   В зарядном устройстве, находящимся в замкнутом пространстве небольшого объема, каким является РП, выбирать величину зарядного тока более одного C емкости аккумулятора в А*ч не рекомендуется.

   В том случае, когда заряжаемый аккумулятор сильно разряжен, производить быструю зарядку нельзя! В микросхеме MAX713 предусмотрена соответствующая защита: если напряжение на аккумуляторе меньше 0,4В, то режим быстрой зарядке не включается, а идет зарядка слабым током. При возрастании напряжения до безопасного значения устройство переходит в режим быстрой зарядки.

   Зарядка так же прекращается независимо от установленных параметров, если напряжение на заряжаемом аккумуляторе превысит 1,6В.

   Режим быстрой зарядки индицируется светодиодом VD2. Он выключается, когда АБ заряжена, и зарядное устройство перешло в режим «дозарядки». Для микросхемы MAX713 в качестве регулируемого транзистора можно использовать не только полевой, но и биполярный p-n-p транзистор соответствующей мощности. В этом случае возрастет мощность, рассеиваемая на транзисторе, что не желательно в портативном устройстве.

   Для питания микросхемы MAX713 входное напряжение подается на ее вывод 15 через токоограничивающий элемент (это может быть или резистор или токостабилизирующий диод, например, CCLHM080, или генератор тока). В микросхеме имеется внутренний стабилизатор напряжения (электронный аналог стабилитрона) и на выводе 15 напряжение стабилизируется им на уровне 5В. В данном устройстве использован генератор тока, собранный на микросхеме DA1 (LM317L) и резисторе R4. При входных напряжениях 8:15В ток, подаваемый на микросхему, должен быть в пределах от 5 до 20 мА. Генератор тока выдает 8,3 мА. Его применение предотвращает выход из строя микросхемы MAX713 и тем самым повышает надежность устройства в целом.

   Стоит отметить, что микросхема MAX713 также позволяет осуществлять контроль температуры заряжаемого аккумулятора (выв.5, 6, 7, микросхемы DA2), но в данном устройстве эта функция не используется.

   На микросхеме MAX1626 (DA4) и полевом транзисторе VT6 собран понижающий ключевой преобразователь напряжения DC/DC.[6] Микросхема MAX1626 представляет собой высокоэффективный контроллер понижающего преобразователя с выходным напряжением 3,3В или 5В. Работа преобразователя основана на том, что энергия порциями через низкоомный ключ VT6 подается на катушку индуктивности L2 и накапливается в ней, а далее поступает на конденсатор C20. При этом выходное напряжение относительно входного понижается. Контроллер постоянно отслеживает выходное напряжение преобразователя через вывод «OUT» (выв.1 DA4). КПД преобразователя составляет 90-92%.

   Величина выходного напряжения зависит от подключения вывода 2 микросхемы DA4. Если на вывод 2 подано входное напряжение, то выходное напряжение преобразователя будет равным 5В, а если вывод 2 соединен с общим проводом — выходное напряжение будет 3,3В. В БП с четырьмя аккумуляторами 1,2В применение пятивольтового практически невозможно.

   На вход преобразователя может подаваться напряжение от 3 до 14 вольт. Преобразователь работает от аккумуляторной батареи (через диод VD6) или от сетевого адаптера во время зарядки аккумуляторов (через диод VD7). Микросхема MAX1626 позволяет построить DC/DC преобразователь с выходным током до 2А. Максимальное значение выходного тока устанавливается резистором R12. В приведенной схеме максимальная величина тока нагрузки преобразователя равна 400мА.

   Микросхема DA4 имеет вывод SHDN (Shutdown), который позволяет управлять работой преобразователя. Если на этот вывод подать сигнал высокого уровня, то преобразователь прекращает работу, если подать сигнал низкого уровня — преобразователь нормально функционирует. В данном БП на вывод SHDN подается сигнал управления с микросхемы DD1.

   На этой микросхеме собрана схема УУ БП. GD4013 — это микросхема сдвоенного D-триггера. Кнопкой SB1 осуществляется включение/выключение БП и соответственно всего прибора, а кнопкой SB2 — включение/выключение светодиодной подсветки ЖКИ, причем, при выключении прибора выключается и подсветка. Светодиод, подсвечивающий ЖКИ, подключается к выводам +SVD и -SVD. Для управления подсветкой применена микросхемы DA3 (КР1064КТ1) — полупроводниковый ключ, который широко применяется в электронных телефонных аппаратах. Чтобы включить подсветку необходимо нажатием кнопки SB2 установить триггер DD1.2 в единичное состояние, т.е. подать с выв.13 триггера логическую «1» на выв.2 микросхемы DA3. Ключ DA3 открывается, через резистор R11 катод светодиода подсветки соединяется с проводом, и подсветка ЖКИ включается.

   Радиолюбителю, в разрабатываемом приборе, кроме напряжения +3,3В, могут понадобятся и другие напряжения, например, напряжение +5В для питания датчиков, устройства согласования, ЖКИ и т. д., а так же отрицательное напряжение -3В для питания аналоговых микросхем и регулировки (R13) контрастности изображения на ЖКИ. Широкое применение в современных устройствах нашли преобразователи постоянного напряжения на переключающихся конденсаторах.[7] Они не требуют катушек индуктивности, поскольку в них для сохранения и передачи энергии используются керамические конденсаторы.

   Поэтому, для получения необходимых дополнительных напряжений, в БП прибора были предусмотрены стабилизированный повышающий преобразователь напряжения на микросхеме MAX619 (DA5) с выходным напряжением +5В и нестабилизированный преобразователь напряжения на микросхеме MAX660 (DA6), который позволяет получать на выходе отрицательное напряжение, близкое по абсолютной величине к входному. Для работы этих микросхем требуются только по два внешних конденсатора.

   Более подробную техническую информацию по микросхемам фирмы MAXIM можно найти на www.maxim-ic.com.

   В качестве сетевого адаптера для РП автором использован адаптер на напряжение 9В и ток нагрузки 400мА.

   БП прибора смонтирован на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Внешний вид платы показан на рис.5(а,б,в). Монтаж электронных компонентов БП на печатной плате производится с двух сторон.


Рис. 5(а,б,в).Внешний вид печатной платы блока питания.

   Микросхемы фирмы MAXIM можно заменить микросхемами фирмы Linear Technology: MAX1626 на LTC1622, MAX660 на LTC660, MAX619 на LTC1516. Возможна замена микросхемы GD4013 отечественным аналогом К561ТМ2. Для минимизации габаритов БП следует применять радиоэлементы в SMD-корпусах, мощные полевые транзисторы VT5 и VT6 в корпусе DPAK, а микросхемы — в корпусах SO8 (DA4, DA5, DA6), SO14 (DD1), SO16(DA2) и TO92 (DA1, DA3). Для катушек индуктивности L1 и L2 использованы сердечники КВ5 М2500НМС1-1200. При сборке катушек между чашками сердечника установлены прокладки из одного слоя лакоткани, т.е. зазор составляет 0,06:0,08 мм. Катушка L1 содержит 41 виток провода ПЭЛШО-0,28. Катушка L2 намотана проводом ПЭЛШО-0,56 и содержит 13 витков. Для L3 можно взять дроссель от неисправной платы компьютера, дисковода или винчестера, стоящий в цепи питания. Его индуктивность — от 1 до 5 мкГн.

   Цоколевка выводов микросхем DA1 и DA3, а так же полевого транзистора показана на рис.6.


Рис. 6. Нумерация выводов микросхем.

   Схема устройства, описанная в этой статье, применяется автором в изготовленных и разрабатываемых РП более четырех лет. БП удобен и надежен в эксплуатации.

    Литература
  1. Петросянц К., Суворов А., Харитонов И. Программируемые аналоговые матрицы фирмы Lattice Semiconductor — Chip News, 2001, №1
  2. www.bopla.de.
  3. www.nikkol.ru.
  4. Шитиков А. Источники питания по рецептам фирмы Maxim. — Электронные компоненты, 2002, №2.
  5. Maxim Integrated Products, — MAX712/MAX713. Data Sheet. 1992.
  6. Maxim Integrated Products, — MAX1626/1627. Data Sheet. 1996.
  7. Онышко Д. Преобразователи постоянного напряжения на коммутируемых конденсаторах. — Chip News, 2002, №3.

Контроллер ускоренного заряда аккумуляторов NiCd/NiMH MAX713

На рис. 8.19 приведена схема использования ИС MAX713 в качестве устройства для быстрого заряда током 1 А двух аккумуляторов. Изменяя значения сопротивления RsENSE и соединений PGM0-PGM3 (как указано в справочной документации на ИС), можно повысить зарядные токи и увеличить количество заряжаемых аккумуляторов. На рис. 8.20 представлена маркировка выводов, а на

Рис. 8.19. Схема контроллера ускоренного заряда аккумуляторов

Примечание к рис. Подстроечный потенциометр может быть исключен. Все заземленные точки необходимо соединить проводниками непосредственно с источником питания. Все шесть элементов микросхемы 74C04 должны быть включены параллельно. Дроссель L1 фирмы Pvhe Engineering # РЕ- 92105. Используются термопары типа К (~40 мкВ/°С).

Рис 8.20. Расположение и назначение выводов ИМС

MAX712/713

Примечание к рис. Маркировка выводов микросхемы соответствует виду сверху. Интегральные микросхемы выполнены в плоском корпусе с двухрядным расположением выводов (DIP-Kopnyc) или в малогабаритном корпусе (SO-Kopnyc).

рис. 8.21 – осциллограммы напряжений в схеме. Необходимо учесть, что схема на рис. 8.19 не может обслуживать нагрузку в процессе заряда. Как правило, она

используется вместе c сетевым адаптером, преобразующим переменный ток в постоянный. Этот адаптер содержит трансформатор, мостовой выпрямитель и конденсатор, выполнен в виде компактного блока и вставляется в сетевую розетку. На рис. 8.22-8.24 даны характеристики трех таких преобразователей, имеющихся на потребительском рынке. Выбирая сетевой адаптер, необходимо быть уверенным, что при максимальном снижении напряжения преобразователя во время быстрого заряда уровень выходного напряж< ния адаптера все-таки будет превышать максимальное значение напряжения аккумуляторов как минимум на 1 В. На рис. 8.25 приведена схема управления прекращением заряда с помощью термисторов, имеющих отрицательный температурный коэффициент (NTC). В качествеТ1 и T2 необходимо использовать однотипные термисторы одного номинала, чтооы получить одинаковое изменение их сопротивлений во всем температурном диапазоне. Напряжение на выводе TEMP составляет 1 В (относительно вывода BATT-), когда температура аккумуляторов равна температуре окружающей среды. Некоторые типы аккумуляторных блоков выпускаются со встроенным термистором, подключенным к отрицательному выводу блока аккумуляторов. В этом случае надо воспользоваться схемой, представленной на рис. 8.26. Термисторы T2 и T3 можно заменить обычными стандартными резисторами, если приемлем а ный температурный предел прекращения заряда.

Рис. 8.21.0сциллограммы напряжений в схеме контроллера

Рис. 8.22. Зависимость выходного напряжения сетевого адаптера от тока нагрузки – сетевой адаптер АС-190 фирмы Sony (9 В постоянного тока,

800 мА)для радиоприемников

Когда входное напряжение (UBX пост) отключено» абсолютное максимальное входное напряжение на выводе BATT+ должно ограничиваться внешними элементами схемы, как показано на рис. 8.27. При использовании батареи имеются некоторые потери на резисторе RsENSE* Они могут быть значительными только в том случае, когда сопротивление RgENSE намного больше внутреннего сопротивления аккумуляторного блока. Схему, приведенную на рис. 8.28, можно использовать для шунтирования RgENSE в тех слУчаях* когда питание зарядного устройства отключено. I Ia рис. 8.29 показана схема, позволяющая с помощью выходов логического

Рис. 8.23. Зависимость выходного напряжения сетевого адаптера от тока нагрузки – сетевой адаптер AC-96N фирмы Sony (9 В постоянного тока,

600 мА) для проигрывателей компакт-дисков

Рис. 8.24. Зависимость выходного напряжения сетевого адаптера от тока нагрузки – сетевой адаптер KX-Al 1 фирмы Panasonic(12 В постоянного тока, 500 мА)

Рис8.25

Схема термисторного управления прекращением заряда

Примечание к рис. Если допустимо прек щениезаряда по предельной абсолютной mr * nepamype, термисторы T2 и T3 можно зам нить стандартными резисторами. при отключении питания зарядного устройства

Примечание к рис. * – п-канальпый силовой почевой МОП транзистор с низкич

*ON-

уровня определить режим работы зарядного устройства, а на рис. 8.30 – схема управления светодиодами, индицирующими режимы работы зарядного устройства. (См. «Maxim New Releases Data Book», 1994, p.p. 4-60-4-64.)

Рис. 8.29. Определение режима работы зарядного устройства

Рис. 8.30. Индикация режима работы зарядного устройства светодиодами

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Многофункциональное зарядное устройство Ni-Cd/Ni-mh аккумуляторов на контроллере max713

скачать Г. Ганичев

E-mail: [email protected]

Многофункциональное зарядное устройство Ni-Cd/Ni-MH аккумуляторов на контроллере MAX713
Разработанное электронное зарядное устройство позволяет заряжать Ni-Cd/Ni-MH аккумуляторы и батареи в режиме быстрого заряда с последующим переходом в режим “капельного” подзаряда. Устройство заряжает от 1 до 16 аккумуляторов и имеет встроенный таймер на 45…264 мин, прекращающий процесс заряда. Уровень и остановка быстрого заряда определяется по V-методу контроллером MAX713. Небольшие размеры, высокие эксплуатационные характеристики, надежность, простота в изготовлении и настройке и низкая стоимость делают это устройство крайне привлекательным. Собрать зарядное устройство можно из набора “Мастер Кит” NM8022.
На сегодняшний день рынок бытовых приборов заполнен устройствами с батарейным питанием (плееры, магнитофоны, телефоны, радиоприемники, электробритвы и т.д.). Однако практика показывает, что во многих случаях использование первичных источников питания (гальванических элементов) не всегда целесообразно. Одноразовые ХИТ (химические источники тока), особенно большой емкости, стоят достаточно дорого. Кроме этого может возникнуть ситуация, когда при внезапном отказе вы не сможете их вовремя приобрести. Поэтому многие пользователи для экономии средств и времени используют так называемые вторичные ХИТ или, иными словами, аккумуляторы.

Аккумуляторы - это ХИТ, используемые многократно. Характерная особенность аккумуляторов заключается в том, что после разряда в нагрузку их электрическую емкость можно восстановить, пропуская через них электрический ток в обратном направлении. У современных аккумуляторов общее число циклов заряд-разряд находится в пределах 700…1200, а у некоторых доходит до 2500.

Существуют много типов аккумуляторных батарей: кислотные, щелочные и другие. Но в малогабаритной аппаратуре распространены три основные системы - NiCd, NiMH и Li-ion. NiCd аккумуляторы в настоящее время практически перестали использоваться, поскольку они обладают слишком ярко выраженным эффектом памяти (уменьшение емкости аккумулятора при заряде не до конца разряженного элемента). Им на смену пришли NiMH аккумуляторы, являющиеся более экологически чистыми и имеющими большую емкость (в среднем на 50…100%), чем у их NiCd прототипов. Практика показывает, что NiMH батареи тоже обладают эффектом памяти, но заметно меньшим. Полностью лишены этого недостатка Li-ion аккумуляторы. Развитие и разработка подобных Li-ion конструкций наиболее перспективна на сегодняшний день. К “недостаткам” Li-ion систем можно отнести их относительную дороговизну, сложность построения систем заряда и уменьшенное число циклов заряд-разряд относительно NiMH аккумуляторов.

При использовании вторичных ХИТ возникает вопрос о методах и режимах их заряда. Для NiCd/NiMH аккумуляторов различают четыре типа заряда:

- нормальный заряд происходит за время 14…16 часов током, равным 0,1 емкости аккумулятора С при стандартном пятичасовом разряде. Этот метод обеспечивает максимальную плотность заряда и рекомендуется производителями как наилучший. В таком режиме допускается перезаряд, но необходим контроль температуры заряжаемых аккумуляторов;

- ускоренный заряд выполняется в течении 3,5…7 часов током, равным 0,2…0,4 от емкости аккумулятора С при стандартном пятичасовом разряде. Плотность заряда в данном случае меньшая, чем при нормальном заряде. При заряде подобным методом необходимо контролировать температуру элементов и обеспечить отвод выделяющегося тепла;

- быстрый заряд выполняется за время 10…60 минут током, равным 0,8…4 от емкости аккумулятора С при стандартном пятичасовом разряде. При подобном заряде необходимо обеспечивать контроль времени заряда, температуру элементов и характер поведения напряжения на заряжаемых аккумуляторах. Зарядные устройства этого типа оснащены специальной автоматикой, выполняющей необходимый контроль вышеперечисленных параметров;

- режим подзаряда (“капельный” заряд) рассчитан на неограниченное время током, равным 1/64…1/8 от емкости аккумулятора С при стандартном пятичасовом разряде. Он служит для поддержания заряда в элементе и предотвращает самопроизвольную потерю накопленной энергии после нормального/ускоренного/быстрого заряда.

Несмотря на то, что нормальный и ускоренный заряды обеспечивают наибольшую плотность заряда и долговечность работы батареи относительно режима быстрого заряда, их использование не всегда удовлетворяет потребителя ввиду длительного времени, затрачиваемого на полный заряд. Поэтому все чаще и чаще на практике применяется режим быстрого заряда вторичных ХИТ. При аккуратном использовании этого метода с надлежащим контролем напряжения и температуры аккумулятора, можно заряжать аккумуляторы с минимальным риском выхода их из строя.

Момент полного заряда NiCd/NiMH аккумуляторов можно определить по временным диаграммам изменения напряжения V(t) и температуры T(t) в процессе зарядки аккумулятора (рис.1). Из рисунка видно, что полностью заряженному элементу соответствует точка перегиба, после которой производная напряжения по времени (V/t) меняет свой знак с положительного на отрицательный. Уменьшение напряжения на аккумуляторе после прохождения через максимум невелик - около 10…15 мВ, поэтому для контроля таких малых изменений напряжения требуется достаточно сложная система с повышенной точностью измерений. Контроль температуры заряжаемого элемента обычно осуществляется только в герметичных системах, где аккумуляторные элементы и электронные компоненты системы заряда находятся в одном корпусе для обеспечения полного контакта аккумулятора и термодатчика. В бытовых системах заряда, например, для аккумуляторов типоразмера ААА или АА, контроль ведется только за изменением напряжения на элементах с ограничением времени заряда. Достижения современной электроники позволили создать микросхемы, включающие в себя все вышеперечисленные функции. Они получили названия контроллеров управления зарядом аккумуляторов и широко применяются в бытовой и промышленной технике.


Рисунок 1. Характеристики процесса заряда Ni-MH аккумулятора


Перед специалистами отдела “Мастер Кит” была поставлена и успешно решена задача по разработке полноценного устройства для быстрого заряда вторичных ХИТ, обладающего максимальной функциональностью и минимальными габаритами, что является существенным при применении устройства в быту. Использование современной элементной базы и применение контроллера быстрого заряда MAX713 в качестве управляющего звена позволило обеспечить максимальное качество контроля состояния заряжаемых аккумуляторных батарей и снизить до минимума вероятность выхода их из строя.
Технические характеристики

Напряжение питания (2 аккумулятора, ток заряда 1 А) – 10…12 В

Ток потребления (2 аккумулятора, ток заряда 1 А) – 1,1 А

Максимальный ток заряда (определяется VT3, VD2 и R9) – 8 А

Число заряжаемых аккумуляторов – 1…16 шт

Таймер отключения быстрого заряда - 45, 66, 90, 132, 180, 264 мин

Размеры печатной платы – 61х42 мм.
Описание работы модуля

Принципиальная электрическая схема зарядного устройства показана на рис.2. Перечень элементов приведен в табл. 1.

Зарядное устройство выполнено на основе контроллера быстрого заряда аккумуляторов MAX713 (DA2). Интегральная микросхема МАХ713 позволяет осуществлять быстрый заряд 1…16 аккумуляторов постоянным током от 0,25 до 4 С и прекращать его в соответствии с V-методом (по уменьшению напряжения на аккумуляторе в конце процесса заряда) с последующим переходом в режим зарядки малым током со скоростью С/16 или менее (так называемый “капельный” заряд). Данная микросхема реализует также методы, обеспечивающие дополнительную безопасность заряда за счет его прекращения через определенное время (8 дискретных значений установки таймера 22…264 мин, в данном устройстве реализовано 6 установок - 45…264 мин) или при достижении порогового значения температуры (в данном устройстве не реализовано). Все эти параметры устанавливаются соответствующими перемычками.

На таймере DA1 (NE555) собран генератор прямоугольных импульсов, осуществляющий попеременное включение/выключение светодиода окончания процесса заряда HL1. На стабилитроне VD1 и транзисторе VT1 реализован компаратор, запускающий генератор.

Светодиод HL1 (красный) индицирует процесс заряда аккумуляторов. Он не светится, если аккумуляторы не подключены к устройству. Пока идет процесс быстрого заряда, HL1 горит непрерывно. После окончания быстрого заряда и перехода устройства в режим “капельного” заряда светодиод HL1 начинает мигать с частотой 3 Гц. Светодиод HL2 (зеленый) предназначен для индикации работы всего устройства.

Блоки контактов XP1 и XP2 предназначены для программирования числа заряжаемых аккумуляторов и таймера отключения быстрого заряда на заданное время.

Напряжение питания подается на контакты X1 и X6, аккумулятор подключается к контактам X3 и X4. Для подключения вентилятора охлаждения транзистора VT3 предусмотрены контакты X2 и X5.

Стандартный набор включает электронные компоненты для сборки варианта, работающего с двумя аккумуляторами и током заряда 1 А. Таким током Ni-Cd/Ni-MH аккумуляторы емкостью 800…1100 мА х ч безопасно заряжаются в течение 50…70 мин. Необходимые изменения параметров устройства предлагается производить самостоятельно согласно нижеприведенным расчетам.


Расчет и методика настройки зарядного устройства на заданное число аккумуляторов и необходимый зарядный ток

Сначала необходимо узнать характеристики используемых аккумуляторов, а именно: рекомендуемый заводом-изготовителем ток и время быстрого заряда. Основываясь именно на этой информации, нужно производить конфигурирование системы.

Необходимо рассчитать ток быстрого заряда I fast согласно формуле:

I fast = Емкость батареи [м Ач] / Время заряда [ч]
На практике время заряда следует выбирать в диапазоне 1…3 часа.

Далее следует выбрать число заряжаемых с помощью установки перемычек в блоке контактов XP1 согласно рис. 3.

Выберите напряжение и ток источника питания. Оно должно быть всегда выше 6 В и на 2 В выше напряжения, рассчитанного по формуле:

Uin = 2B x Nakk,
где Nakk - число заряжаемых аккумуляторов. Ток источника питания выбирается на 0,1…0,2 А больше значения I fast.

Следующим шагом необходимо рассчитать мощность, рассеиваемую на транзисторе VT3, по формуле

PVT3 = (Uin – Ubat) x I fast.

и обеспечить необходимый отвод выделяемого тепла. На диоде VD2 рассеивается мощность


PVD2 = 0,6…0,7 x I fast.
Необходимо выбрать номинал сопротивления R9 по формуле
R9 = 0,25 B / I fast
с мощностью рассеяния
PR9 = I 2fast x R9.
Запрограммируйте таймер окончания быстрого заряда с помощью установки перемычек в блоке контактов XP2 согласно рис.3. Время быстрого заряда, в силу дискретности установок таймера, стоит округлять в большую сторону.

Ток в режиме “капельного” заряда зависит от установки перемычек в XP2 согласно рис.3.

Выберите примерный номинал стабилитрона VD1 согласно табл. 2. Более точный выбор следует производить опытным путем. В процессе конфигурации системы, возможно, понадобится замена VT3, VD2, R9 и VD1. Выбор необходимых элементов с требуемыми характеристиками предлагается произвести радиолюбителю самостоятельно.
Таблица 1. Перечень элементов зарядного устройства


Позиция

Наименование

Кол.

С1, C2

1,0 мкФ/25 В

2

C3, С5

0,01 мкФ

2

С4

10,0 мкФ/25 В

1

С6

47,0 мкФ/50 В

1

С7

0,22 мкФ

1

DA1

NE555N

1

DA2

MAX713CPE

1

HL1

Светодиод диаметр 3мм, красный

1

HL2

Светодиод диаметр 3мм, зеленый

1

R1

200 кОм

1

R2, R3

10 кОм

2

R4

100 кОм

1

R5, R11

150 Ом

2

R6, R12

2,2 кОм

2

R7

68 кОм

1

R8

22 кОм

1

R9

0,25 Ом

1

R10

360 Ом

1

VD1

3,3 В

1

VD2

1N4002

1

VT1, VT2

ВС548

2

VT3

КТ853А

1

Таблица 2. Номиналы стабилитрона VD1


Число аккумуляторов, шт

2

4

6

8

10

12

14

Напряжение  VD1, В

3.3

6.8

10

15

18

20

24

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная зарядного устройства
Рисунок 3. Выбор числа заряжаемых аккумуляторов
Рисунок 4. Программирование таймера выключения быстрого заряда
Конструкция зарядного устройства

Внешний вид зарядного устройства показан на рис. 5, печатная плата - на рис.6, расположение элементов - на рис.7.


Рисунок 5. Внешний вид


Рисунок 6. Печатная плата
Рисунок 7. Расположение элементов
Зарядное устройство выполнено на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в стандартный корпус BOX-Z24A, для этого зарезервированы монтажные отверстия по краям платы диаметром 4 мм и 8 мм. Плата в корпусе крепится двумя саморезами.

Светодиоды индикации работы устройства HL1 и HL2 впаивают со стороны печатных проводников.

Перед установкой платы в корпус BOX-Z24A, необходимо сначала наметить (через предусмотренные реперные отверстия), а затем просверлить в верхней крышке отверстия диаметром 3…4 мм под HL1 и HL2. Так же необходимо просверлить отверстие под разъем питания диаметром 3 мм.

При необходимости установки транзистора VT3 на теплоотвод (согласно рассчитанной PVT3, в комплект набор не входит) рекомендуется использовать радиатор от процессора семейства Pentium с вентилятором принудительного охлаждения. Радиатор следует прикрепить к нижней крышке корпуса на стойках высотой 5 мм.

К верхней крышке корпуса необходимо прикрепить отсек для двух батарей размера AA с помощью двух винтов диаметром 3 мм.

“Мастер Кит” подготовил набор NM8022, из которого можно собрать многофункциональное зарядное устройство Ni-Cd/Ni-MH аккумуляторов. Набор состоит из печатной платы, пластикового корпуса BOX-Z24A, всех необходимых компонентов и руководства по сборке и настройке.

Наборы “Мастер Кит” для самостоятельной сборки и популярные схемотехнические журналы спрашивайте в магазинах радиодеталей вашего города. На нашем сайте приведен полный список адресов магазинов, находится полный перечень и подробные характеристики наборов и модулей, работает “Конференция”, где обсуждаются самые разнообразные технические вопросы, размещены технические статьи в разделе “КИТы в журналах”, “Полезные ссылки”– ответы на различные вопросы по монтажу устройств, организована подписка на электронные новости от “Мастер Кит”.


скачать

АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

      В последнее время появляется всё больше разных специализированных микросхем - контроллеров для зарядки аккумуляторов в автомобильных зарядных устройствах и не только. Прямо уже целые процессоры стали делать. Когда у меня возникла необходимость сделать автомобильное зарядное утройство для свинцового аккумулятора, тоже решил отправиться на радиорынок, для приобретения такой микросхемы - MAX713. 

     Но узнав, сколько долларов будет стоить это чудо техники понял, что самостоятельная сборка такого автомобильного зарядного устройства теряет всякий смысл - проще немного доплатить и купить готовое. Поэтому было решено собрать зарядное устройство на доступных элементах и как оказалось ничуть не хуже функционирующего.

     Для этих целей взял известную схему автоматического зарядного устройства для автомобильных свинцовых аккумуляторов.

     Принцип работы: ток заряда, через батарею в зависимости от напряжения на ней, регулируется транзистором VT3, коллекторным напряжением которого управляется индикатор заряда на светодиоде - по мере заряда ток уменьшается и светодиод постепенно гаснет, и мощный составной транзистор, на VT4, VT5, VT6. 
Резистор R3 ограничивает максимальный зарядный ток, поэтому он должен быть достаточно мощным, не менее 10 Вт.
     Момент полного заряда батареи и уменьшение зарядного тока до нуля, определяет необходимое напряжение на ней. Необходимо устанавливать порог заряда около 13.8 В, при котором обеспечивается зарядка на полную емкость батареи.
Этот порог устанавливается резистором 10к. Транзисторы 814, 815 и КТ805 на выход.

     Корпус автомобильного зарядного устройства делаем из любого прочного изоляционного материала. И на нём будет установлен амперметр, вольтметр (на всякий случай) и два светодиода - питание и заряд.


     Таким зарядным устройством пользуюсь уже год - всё отлично заряжает. Зарядный ток выставляю в пределах 0.1 - 0.2 С, где С - паспортная ёмкость аккумулятора. Материал предоставил ZU77. 

    ФОРУМ по зарядным устройствам.

Заключение

Результатом выполнения курсового проектирования является разработка зарядного устройства на основе микроконтроллера АТ89С1051 для Ni-Cd аккумуляторов емкостью 600, 800 и 1200 мАч.

В курсовом проекте произведена разработка конструкции устройства, расчет объемно-компоновочных, геометрических, электрических характеристик и теплового режима.

Устройство на 100% удовлетворяет условиям технического задания и может быть применено на практике.

Выбранная конструкция прибора обеспечивает ремонтопригодность и простоту эксплуатации. Для него выполнена соответствующая конструкторская и техническая документация.

  • Зарядное устройство. http://www.amobile.ru/

  • Электропитание. Автоматическое зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. http://www.radioman.ru/

  • Гришко М. Микропроцессорное зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. http://www.qrx.narod.ru/

  • Ганичев Г. Многофункциональное зарядное устройство Ni-Cd/Ni-MH аккумуляторов на контроллере MAX713. http://www.masterkit.ru/

  • Деменев М. Королева И. «Интеллектуальное» зарядное устройство. Радио №1, 2002г, с. 38-42.

  • Полупроводниковые приборы: микросхемы. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

  • Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. Акимов Н.Н. и др. - Минск, Беларусь, 94 г.

  • Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

  • Пьезоустройства. http://www.kmt.kiev.ua/

  • Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

  • Разработка и расчет радиоэлектронной аппаратуры. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ”. Ротапринт СГТУ, Саратов, 1995.

  • Фомина Н. Н. Разработка конструкции печатных плат. Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине “Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ”. Ротапринт СГТУ, Саратов, 1995.

  • Классификатор ЕСКД.

  • Оформление спецификаций. Методические указания к практической работе по курсу “Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ”. Ротапринт СГТУ, Саратов, 1998.

  • ГОСТ 2.105-79.Общие требования к текстовым документам

  • ГОСТ 2. 301-60, ГОСТ 2.318-81.Общие правила выполнения чертежей

  • ГОСТ 2.3751-78. Платы печатные. Требования и методы конструирования.

  • ГОСТ 2. 417-68. Правила исполнения печатных плат.

  • Рациональный выбор несущих конструкций. “Методические указания к практической работе по курсу “Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ”. Ротапринт СГТУ, Саратов, 1999.

  • Справочник конструктора РЭА. Под ред. Варламова Р.Г. - М., Советское радио, 80 г.

  • Max713 Умное зарядное устройство NiCad / NiMH - Let's Make Robots

    Я сделал зарядное устройство из бесплатных образцов микросхемы maxim max713.

    Домашняя страница Maxim.

    Детали чипа.

    Лист данных.

    Поиск образцов.

    713 поддерживает как NiMH, так и NiCad, а 712 - NiMH. Оба могут быстро заряжать до 16 ячеек и поддерживать отключение напряжения / тока, температуры и тайм-аута. Он может заряжать аккумулятор, продолжая питать нагрузку. Если вам не нужна поддержка NiCad, приобретите 712, лучше безопасно заряжать NiMH, потому что он измеряет напряжение отключения.

    Базовую линейную схему довольно легко создать, однако вы должны использовать приведенные здесь формулы, чтобы найти значения для R1 и Rsense. Сделайте это с самой большой аккумуляторной батареей, которую вы хотите использовать.

    1. Выберите, сколько ячеек заряжать. Минимальное входное напряжение = количество ячеек x 1,9 + 1,5
    2. Узнайте R1. R1 питает чип. R1 в омах = (минимальное входное напряжение - 5) / 0,005
    3. Выберите ток быстрой зарядки. Ifast в мА = емкость аккумулятора в мА / время зарядки в часах
    4. Найдите резистор Rsense. Rsense в Ом = 0,25 / Ifast в A
    5. Установите PG0 и PG1 на номер ячейки в соответствии с таблицей 2.
    6. Настройте PG2 и PG3, чтобы установить время отключения в соответствии с таблицей данных 3. Время отключения должно быть немного больше, чем время зарядки.
    7. Рассеиваемая мощность PNP. PDpnp = (максимальное входное напряжение - минимальное напряжение батареи) x ток заряда в А Сравните это с таблицей данных PNP.Это потраченное впустую тепло, и в зависимости от диапазона количества ячеек вам понадобится радиатор и / или вентилятор.

    Для своего зарядного устройства я выбрал до 6 ячеек (на картинке показаны перемычки до 8 ячеек, но оно еще не подключено). Ток быстрой зарядки и Rsense не высечены в камне, потому что они могут измениться, если вы заряжаете аккумуляторные блоки разной емкости.

    1. Минимальное входное напряжение = 6 x 1,9 + 1,5 = 12,9 В
    2. R1 = (12,9 - 5) / 0,005 = 1600. Я выбрал следующий самый низкий резистор на 1,2 кОм.
    3. Ifast = 2500mAh / 2 часа = 1250mA.
    4. Rsense = 0,25 В / 1,25 А = 0,2 Ом.
    5. PG1 и PG0 не подключены.
    6. PG2 подключен к BATT-, PG3 подключен к выводу REF. При времени зарядки 2 часа время ожидания является следующим по величине и составляет 132 минуты. Будут потери из-за тепла, так что все в порядке. Также возможно автоматическое отключение спада напряжения, когда напряжение перестает расти.
    7. PDpnp = (13 - 4) x 1,25 А = 11,25 Вт. 2N6109 максимальная мощность PD составляет 40 Вт, но она становится ниже по мере нагревания.На каждый градус Цельсия выше 25 минус 0,32 Вт вместо 40. Если я думаю, он может подняться до 60 градусов ... 40 Вт - (60-25) x 0,32 = 28,8 Вт макс. Рассеиваемая мощность. Значительно более 11,25 Вт.

    Фактический ток заряда, указанный выше, составляет около 900 мА, потому что вентилятор всасывает массу. Перемычки и резисторы действительно неудобны, мне все еще нужно повесить на них датчики температуры, поменять перемычки на DIP-переключатели или поворотные переключатели, добавить поддержку 8-элементной батареи и установить ее в коробке. Текущие метки заряда справа точны только для аккумулятора емкостью 1000 мАч, но они дают мне представление о том, какой уровень заряда следует ожидать.

    MAX712 Зарядное устройство NiMH

    MAX712 Зарядное устройство NiMH


    MAX713 Зарядное устройство для никель-металлгидридных аккумуляторов

    Я построил две версии этого зарядного устройства: первую на 2, 4 или 6 элементов, а вторую - на 1, 2, 3 или 4 элемента. Последнее было вызвано необходимостью заряжать нечетное количество ячеек, казалось бы, невозможно с большинством недорогих зарядных устройств, которым необходимо заряжать элементы в пары. Если бы я с самого начала понял, что мне нужно заряжать нечетное количество ячеек, это можно было бы сделать с помощью одного зарядного устройства с соответствующим переключением.

    Зарядные устройства используют MAX713 ИС, которая позволяет сделать относительно простое и гибкое зарядное устройство. При правильной настройке можно зарядить от одной до шестнадцати ячеек. Это помогает прочитать спецификацию MAX713; он объясняет настройку контактов PGMx и дает вам возможность настроить проект в соответствии с вашими потребностями.

    я используйте более простой линейный контроллер заряда. В спецификации также показывает контроллер режима переключения; это поможет сохранить отходы разогреться.С линейным контроллером нужно подумать о сколько тепла будет рассеивать проходной транзистор. Хорошая жара раковина почти наверняка необходима.

    Ранее Я использовал MAX712 для этих зарядных устройств. Я понял, что MAX713 - это больше подходит для зарядки NiMH аккумуляторов, поэтому я пересмотрел проект в Февраль 2013 г. Осталось только извлечь MAX712 и вставить MAX713.

    Версия 1:

    Версия 2:


    R7 (Rsense) определяет ток быстрой зарядки.В моем случае выбранное мной значение обеспечивает около 720 мА, что является компромиссом между потребность в скорости и потребность расслабиться с меньшей производительностью клетки. При таком значении тока я рекомендую использовать источник питания 9 В, чтобы рассеяние в транзисторе Q1 до разумного уровня при зарядке одного или две клетки. Для 6 ячеек необходимо использовать источник питания 12 В. В любом случае Q1 нужен хороший радиатор, а надо сделать убедитесь, что он не станет слишком горячим. Легко подсчитать, сколько тепла должно рассеиваться на Q1 при заданном напряжении питания, количество ячеек заряжен, и ток заряда.

    В в таком проекте важно минимизировать сопротивление схема, по которой ток идет к батареям. В частности посмотрите для переключателя хорошего качества с контактами с низким сопротивлением и хорошего держатели батарей. Я попробовал 3 разных держателя батарей, все смотрелись то же самое, но только у одного были контакты с низким сопротивлением. К сожалению, MAX713 измеряет напряжение на контакте 2, а не на клемме аккумулятора.

    На следующих фотографиях показан проект версии 1.Гаджет справа - это термистор приклеен к небольшому магниту.

    Вы должны настроить R5 для отключения зарядного устройства в выбранном температура. Я использую 45 градусов Цельсия. Используя точный термометр, поместите термистор и зонд термометра вместе возле источника тепла как лампочка накаливания. Когда температура достигнет выбранного значения, измерьте напряжение на выводе 7 MAX712. Затем переместите вольтметр на вывод 5 и установите R5 на то же напряжение.(Напряжения следует измерять относительно BATT-, а не заземления.)

    Попытавшись создать другие проекты, использующие термисторы, Я знаю, что это ахиллесова пята строителя, потому что ни у кого нет правильный термистор в коробке с деталями, и получение указанной детали может быть трудно или невозможно. MAX713 спецификация в таблице указан термистор NTC 10 кОм (при 25 ° C), и предлагает Alpha Sensors p / n 14A1002 часть. Этот деталь недоступна для любителей, вынуждая искать замену.Помимо спецификации «10K @ 25C», ключевым рейтингом является «бета», который определяет, как сопротивление изменяется с температурой. Эта часть имеет бета-версию 0/50 из 3889. Использование отличной поисковой системы DigiKey получили термистор с шариком Honeywell p / n 192-103LET-A01, DigiKey p / n 480-3158-ND, который есть в наличии по цене около 4,74 канадских долларов. Бета-версия Закрыть на 3887 и должно работать нормально. Другие близкие части также доступны, если вы делаете свой собственный поиск.Это не критично, пока вы можете добиться калибровка в предыдущем абзаце. Благодаря этому проекту я добавил термистор диалог с моим HamCalc программа.

    Назад к другим проектам Страница

    Быстрое, интеллектуальное и универсальное зарядное устройство для NiCd / NiMh аккумуляторов

    Быстрое интеллектуальное зарядное устройство для NiCD / NiMh аккумуляторов

    Наконец, я разработал печатную плату для зарядного устройства, описанного в таблице данных для Контроллеры быстрой зарядки MAX712 / MAX713.Единственная разница между ними - это метод определения полного заряда аккумулятора. MAX713 разработан для никель-кадмиевых батарей, а 712 - для NiMh аккумуляторов. Подробности читайте в таблице данных. Все вам нужно будет знать, что уже есть:

    Технические данные MAX712 / 713 (формат PDF)

    Вам нужно будет внимательно прочитать приведенную выше таблицу данных, чтобы завершить этот проект. Ребята из Maxim объясняют там, как выбирать значения для некоторых компонентов. включен в схему.Эти значения различаются в зависимости от количества ячеек батареи. пакет, который вы собираетесь заряжать, и время зарядки, которое вы хотите установить.

    Обратите внимание, что если вы запитаете зарядное устройство только от 12 В, оно не сможет заряжать батареи с более чем шестью ячейками 1,2 В. (7,2 В). Если вы попытаетесь зарядить что-то большее от 12 В, MAX нагреется и зарядка ток не будет тем, что ожидается от значения чувствительного резистора. Это потому, что IC будет потреблять как можно больше тока из базы силового транзистора, пытаясь получить напряжение падение на чувствительном резисторе до 250 мВ.Это невозможно из-за падения напряжения на что транзистор и диод. Зарядный ток не будет таким высоким, как ожидалось. Чтобы подтвердить это, просто проверьте напряжение на чувствительном резисторе. Все объяснено в даташите. Мой MAX712s еще не умерли, но время от времени нагреваются . ..

    Вот вид печатной платы (если смотреть со стороны дорожек, возможно, вам нужно отразить его перед печатью ...):

    И шелковый вид, если смотреть со стороны компонентов (обратите внимание на зеркальные дорожки):

    Функция таймера MAX712 / 713 не может быть отключена, и максимально возможное время зарядки все еще может приведет к высокому току.Вероятно, вам понадобится прикрепить силовой транзистор 3109 к радиатору. Ниже приведена таблица для программирования DIP-переключателей в зависимости от аккумуляторной батареи для зарядки:

    Я построил несколько таких зарядных устройств для разных аккумуляторов NiCd и NiMh. Они отлично работают, так как ожидается от чтения таблицы данных. Единственная проблема, с которой я когда-то столкнулся, - это ток, необходимый для подайте питание на зарядное устройство.Эта схема линейно подает ток на аккумулятор. Если хочешь более высокий зарядный ток, вам придется изучить техническое описание и найти переключаемое зарядное устройство (намного эффективнее). У Максима тоже есть интересные заметки по применению этой ИС. Вот как выглядит одно из моих зарядных устройств рядом с радиатором силового транзистора:

    Это более пристальный взгляд на печатную плату. Вы можете видеть, что я использовал SMD-версию IC и вставил это в цепи с помощью небольшой печатной платы с контактами DIL, хотя другие решения сделают свое дело.Если у вас есть DIL IC, просто немного загните штыри к внешней стороне.

    Я также разработал и построил два небольших адаптера для зарядки своих аккумуляторных блоков, один для аккумуляторных блоков YAESU FT-50R. и еще один для ICOM IC-T22:

    Вот так они выглядят прикрепленными к батареям:

    Я надеюсь, что это даст вам некоторые идеи по подключению зарядного устройства к вашим аккумуляторным блокам.

    EB4EQA's Projects Главная страница

    MAX712-MAX713 datasheet - Nicd / nimh Контроллеры быстрой зарядки аккумуляторов

    SN74LS290 : Bipolar-> LS Family. Счетчик декады; 4-битный двоичный счетчик. / 74LS290 и / 74LS293 - это высокоскоростные 4-битные счетчики пульсирующего типа, разделенные на две части. Каждый счетчик имеет секцию деления на два и секцию деления на пять (LS290) или деления на восемь (LS293), которые запускаются переходом из высокого в низкий на входах тактовых импульсов.Каждую секцию можно использовать отдельно или связать вместе (от Q до CP) для образования.

    STB185N55F3 : Пакет Текст в произвольной форме типа пакета. Статус Текущий статус продукта: Предварительный просмотр: объявлено предложение по продукту. Оценка: период, в течение которого образцы клиентов становятся доступными. Активный: продукт находится в серийном производстве., NRND: не рекомендуется для нового дизайна, продукт полностью доступен для поддержки существующих клиентов, но не рекомендуется.

    STB6543 : Двунаправленный ограничитель переходных процессов для поверхностного монтажа.* 600 Вт, импульсная мощность 1 мс * Отличная зажимная способность * Низкое сопротивление стабилитрона * Быстрое время отклика: обычно менее 1,0 пс при изменении напряжения от 0 до VBR (мин.) * Типичное значение ИК менее чем на 1 А выше Pb / RoHS. Подавитель двунаправленного переходного напряжения на поверхности. Корпус: формованный пластик SMB * Эпоксидная смола: огнестойкий по классу UL94V-O * Свинец: для поверхности.

    A514RW : DC / DC преобразователи с одним и двумя выходами с широким входным диапазоном. Широкий диапазон входных сигналов, преобразователи постоянного и постоянного тока с одним и двумя выходами мощностью 5 Вт, типичные при + 25 ° C, номинальное входное напряжение и номинальный выходной ток, если не указано иное.могут быть изменены без предварительного уведомления. Выходная мощность 5 Вт Одобрено UL (файл E245422) Диапазон входного напряжения 2: 1 1,500 В постоянного тока Изоляция соответствует стандарту EN55022, класс «A», компактный корпус DIP, одиночный и двойной выходы, 1,0 MH MTBF Industry.

    HB12213 : Отрывной заголовок, квадратные стойки 0,025 (0,64 мм).

    A2543W : Антенна с низким профилем 440–512 МГц, усиление 3 дБ. Характеристики: сверхширокополосная антенна для диапазона 440–512 МГц, обеспечивающая усиление чуть выше 3 дБ. Стильный и прочный: эти антенны изготовлены с использованием лучших коррозионно-стойких материалов и отделки.Они обеспечивают отличную производительность в низкопрофильном корпусе. Надежность: основание из АБС-пластика имеет вставку из латуни и золота, сваренную ультразвуком.

    AZ762F : Миниатюрное силовое реле SPST на 20 А с быстрым подключением. МИНИАТЮРНОЕ СИЛОВОЕ РЕЛЕ 20 A SPST С БЫСТРЫМИ ПОДКЛЮЧЕНИЯМИ Работа при высоких температурах 125C Диэлектрическая прочность 5000 Vrms 10 кВ Устойчивость к скачкам напряжения 20 ампер Низкопрофильный Быстрые соединения, по горизонтали или вертикали Стандарт класса F (155C) Расстояние изоляции более 10 мм UL, файл CUR E44211 VDE 40006031 Расчетные параметры SPST (1 форма A, 1 форма B) резистивный.

    BR2510-G : Мостовой выпрямитель на дискретных полупроводниках, 25 А, 1000 В, однофазный; МОСТ ДИОД 25А 1000В ВР. s: Тип диода: Однофазный; Упаковка / ящик: BR; Упаковка: лоток; Время обратного восстановления (trr): -; Скорость: стандартное восстановление> 500 нс,> 200 мА (Io); Ток - постоянный ток вперед (если): 25А; Напряжение - пиковое обратное (макс.): 1000 В; Тип установки: терминал контроля качества.

    ISDCB81.3 : Прямоугольный кабель от гнезда к гнезду 0,108 '(33,02 мм, 1,30 дюйма) -; КАБЕЛЬНАЯ ЛЕНТА 1.3 дюйма. S: Тип разъема: гнездо к гнезду; Количество позиций: 14; Исполнение контактов: -; Количество рядов: 2;: -; Цвет: серый, лента; Длина: 0,108 '(33,02 мм, 1,30 дюйма); Использование: - ; Экранирование: неэкранированное; Толщина отделки контактов: -; Концевая заделка кабеля: IDC; Подача.

    BC807-25-TP : BJT, PNP, 45 В постоянного тока, SOT-23. s: Полярность транзистора: PNP; Напряжение коллектор-эмиттер V (br) ceo: 45V; Типичная частота перехода: -; Ток коллектора постоянного тока: 500 мА; Рассеиваемая мощность Pd: 300 мВт; Коэффициент усиления постоянного тока hFE: 160; Диапазон рабочих температур: от -55 ° C до + 150 ° C; Тип корпуса транзистора: СОТ-23; Нет. контактов: 3; MSL: -.

    60107 : ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, ТЕПЛОВОЙ МАГНИТ, 1P, 6A. s: Номинальное напряжение постоянного тока: 60 ​​В; Номинальное напряжение переменного тока: 120 В; Текущий рейтинг: 6А; Кол-во полюсов: 1; Тип установки: DIN-рейка; Тип привода: Переключатель; Серия: C60N.

    LV5027M-TLM-H : Pmic - Интегральная схема драйвера светодиода (ics) общего назначения - -; IC LED ДРАЙВЕР CTLR MFP10S. s: Тип - Первичный: Общего назначения; Тип - Среднее: -; Количество выходов: 1; Постоянный ток: - ; Постоянное напряжение: -; Топология: коммутатор AC DC Offline; Частота: 40 кГц ~ 60 кГц; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: Соответствует RoHS.

    DSP1-DC5V-R : Реле питания, более 2 А; РЕЛЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ДПСТ 5А 5В. s: Тип реле: общего назначения; Контактная форма: DPST-NO / NC (1 форма A и B); Рейтинг контактов (ток): 5А; Напряжение переключения: 250 В переменного тока, 30 В постоянного тока - макс. Тип катушки: без фиксации; Ток катушки: 60 мА; Напряжение катушки: 5 В постоянного тока; Напряжение включения (макс. ): 4 В постоянного тока; Напряжение выключения (мин.): 0,5 В постоянного тока; Монтаж.

    MAX1931EUB + T : Pmic - Управление питанием - Специализированная интегральная схема (ics) Tape & Reel (TR) 14A 2.7 В ~ 5,5 В; IC SW CUR LIMIT USB 10-UMAX. s: Приложения: USB, периферийные устройства; Ток - Питание: 14А; Напряжение - Питание: 2,7 В ~ 5,5 В; Упаковка / ящик: 10-TFSOP, 10-MSOP (0,118 дюйма, ширина 3,00 мм); упаковка: лента и катушка (TR); рабочая температура: -40 ° C ~ 85 ° C.

    RG1005P-6040-P-T1 : Чип резистор 604 Ом 0,063 Вт, 1/16 Вт - поверхностный монтаж; RES 604 OHM 1 / 16W .02% 0402. s: Сопротивление (Ом): 604; Мощность (Вт): 0,063 Вт, 1/16 Вт; Допуск: 0,02%; Упаковка: лента и катушка (TR); Состав: Тонкая пленка; Температурный коэффициент: 25 частей на миллион / C; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: Соответствует RoHS.

    ERJ-12ZYJ395U : Чип резистор 3,9 МОм 0,75 Вт, 3/4 Вт - поверхностный монтаж; РЕЗИСТОР 3,9 МОм 3/4 Вт 5% 2010. s: Сопротивление (Ом): 3,9 МОм; Мощность (Вт): 0,75 Вт, 3/4 Вт; Допуск: 5%; Упаковка: Digi-Reel; Состав: толстая пленка; Температурный коэффициент: -400 / + 150 ppm / C; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: Соответствует RoHS.

    CSD18531Q5A : N-канальные силовые полевые МОП-транзисторы NexFET на 60 В, CSD18531Q5A Силовые полевые МОП-транзисторы NexFET были разработаны для минимизации потерь при преобразовании мощности..

    BUV51.MOD : 20 А, 200 В, NPN, Si, СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОР, TO-204AA. s: Полярность: NPN; Тип упаковки: ТО-3, ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ, МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ, ТО-3, 2 КОНТАКТА.

    15GN01MA : УВЧ ДИАПАЗОН, Si, NPN, РЧ транзистор для малых сигналов. s: Полярность: NPN; Тип упаковки: MCP, 3 PIN; Количество блоков в ИС: 1; Рабочая частота: 1500 МГц.

    59132-F36-10-XXX : РАЗЪЕМ ЖАТКИ, MNT печатной платы, ПРИЕМ, 20 КОНТАКТОВ, КОНТАКТЫ, ШАГ 0,079, ЗАДНИЙ КОНТАКТ ПК, ЧЕРНЫЙ. s: Тип разъема: РАЗЪЕМ ИЗ ДВУХ ПЛАТ.

    Зарядное устройство

    NiMH для шести элементов Схема


    Современное общество невозможно представить без батареек. Подсчитайте количество гаджетов в вашем доме, которые питаются от батареек, вы будете ошеломлены количеством батареек, которые найдете. В большинстве этих устройств используются карманные батарейки, и если вы немного заботитесь об окружающей среде, вы будете использовать аккумуляторные батареи. Несколько лет назад эти батареи неизменно были никель-кадмиевыми.Однако эти батареи страдают от относительно высокой скорости саморазряда и от так называемого эффекта памяти. Сейчас более распространено использование NiMH аккумуляторов.

    Преимущество заключается в том, что эти батареи не подвержены эффекту памяти и, как правило, также имеют гораздо большую емкость, так что они служат дольше, прежде чем их придется снова заряжать. Из вышеизложенного можно сделать вывод, что в наши дни каждой семье нужно или могло бы использоваться зарядное устройство. Хорошее зарядное устройство должно учитывать несколько вещей, чтобы обеспечить правильную зарядку аккумуляторов. Во-первых, зарядное устройство должно следить за тем, чтобы напряжение на элемент не было слишком высоким. Также необходимо проверить кривую зарядки, чтобы определить, когда аккумулятор полностью заряжен. Если процесс зарядки длится слишком долго, это означает, что что-то не так, и зарядное устройство должно прекратить зарядку.

    Принципиальная схема:


    Иногда также полезно контролировать температуру ячеек, чтобы убедиться, что они не слишком нагреваются. Представленная здесь схема предназначена для зарядки NiMH аккумуляторов.Используемая здесь микросхема MAX712 содержит все необходимые функции, чтобы это происходило контролируемым образом. На рисунке 1 представлена ​​схема зарядного устройства. Суть схемы легко узнать: все устроено вокруг IC1, MAX712 от Maxim. Эта ИС доступна в стандартном корпусе DIP, который удобен для любителей, поскольку ее можно установить непосредственно на стандартную плату для макетирования сквозных отверстий.

    IC1 использует T1 для регулирования тока в батарее. R1 используется IC1 для измерения тока.Во время зарядки IC1 пытается поддерживать постоянное напряжение, равное 250 мВ, на R1. Регулируя значение R1, можно установить зарядный ток. Значение R1 можно рассчитать по следующей формуле: R1 = 250 мВ / I заряд. Для зарядного тока 1 A значение R1 должно быть 250 мВ / 1 A = 0,25 Ом. Мощность, рассеиваемая R1, равна U × I = 0,25 × 1 = 250 мВт. Следовательно, для R1 будет достаточно резистора мощностью 0,5 Вт. Транзистору T1 может потребоваться небольшой радиатор в зависимости от зарядного тока и напряжения питания.

    Положение переключателя:


    IC1 требует небольшого ввода данных пользователем в отношении максимального времени зарядки и количества заряжаемых ячеек в батарее. Для этого IC1 имеет четыре входа, от PGM0 до PGM3. Это не обычные цифровые входы (которые распознают только 2 состояния), а специальные входы, которые распознают 4 различных состояния, а именно V +, Vref, BATT– или не подключены. Чтобы сделать это немного более удобным, мы выполнили необходимые подключения к 2 разъемам (K3 и K4). Было изготовлено несколько ключей (рис. 2), которые можно вставить в эти разъемы и установить количество ячеек и максимальное время зарядки.

    При определении максимального времени зарядки необходимо учитывать зарядный ток и емкость подключенных элементов. Время зарядки можно рассчитать по формуле: Tcharge = Ccell / I charge × 1,2, где Ccell - емкость в Ач (например, 1200 мАч = 1,2 Ач). После того, как номинальное время зарядки было рассчитано, мы можем использовать первый ключ, значение которого равно или больше расчетного времени зарядки.Например, если мы рассчитали максимальное время зарядки 38 минут, мы должны выбрать ключ на 45 минут. Когда IC1 заменяется на MAX713, зарядное устройство становится пригодным для зарядки NiCd аккумуляторов (но больше не подходит для NiMH аккумуляторов!). Единственное различие между этими двумя ИС - это значение точки обнаружения, в которой ячейка (я) считается полностью заряженной. В остальном микросхемы идентичны в отношении расположения выводов, метода регулировки и т. Д. Чтобы упростить переключение между микросхемами, мы рекомендуем гнездо для IC1.

    Автор: Пол Гуссенс - Авторское право: Elektor Electronics

    MAX712 / MAX713 Контроллеры быстрой зарядки NiCd / NiMH аккумуляторов

    19-0100; Ред. 4; 1/01 ОЦЕНКА KITAVAILABLEG Общее описание MAX712 / MAX713 с быстрой зарядкой, никель-металлогидрид ( NiMH ) и никель-кадмий ( NiCd ) батареи от источника постоянного тока, как минимум на 1,5 В выше максимального напряжения батареи.Элементы серии от 1 до 16 можно заряжать по тарифу до 4 ° C. Аналого-цифровой преобразователь с определением наклона напряжения, таймер и компаратор температурного окна определяют завершение заряда. MAX712 / MAX713 питаются от источника постоянного тока через встроенный шунтирующий стабилизатор + 5 В. Они потребляют от батареи максимум 5 мкА в незаряженном состоянии. Токоизмерительный резистор на нижней стороне позволяет регулировать ток заряда аккумулятора, продолжая подавать питание на нагрузку аккумулятора. MAX712 прекращает быструю зарядку, обнаруживая наклон нулевого напряжения, в то время как MAX713 использует схему определения отрицательного наклона напряжения. Обе части поставляются в 16-контактных корпусах DIP и SO. Внешний силовой PNP-транзистор, блокирующий диод, три резистора и три конденсатора являются единственными необходимыми внешними компонентами. Для требований зарядки высокой мощности MAX712 / MAX713 можно настроить как переключаемое зарядное устройство, которое сводит к минимуму рассеиваемую мощность.Доступны два оценочных комплекта: закажите MAX712 EVKIT-DIP для быстрой оценки линейного зарядного устройства и MAX713 EVKIT-SO для оценки импульсного зарядного устройства. ________________________ Применения Аккумулятор - оборудование с питаниемНоутбуки, ноутбуки и карманные компьютерыКонференц-терминалыСотовые телефоныПортативные потребительские товарыПортативные стереосистемыБеспроводные телефоны NiCd / NiMH Батарея Fast - Зарядка Контроллеры . Особенности ♦ Быстрая зарядка NiMH или <сильная > Никель-кадмиевые батареи ♦ Наклон напряжения, температура и таймер Быстрая - Зарядка Отсечка ♦ Заряд батареи серий 1–16 ♦ Питание < сильный> Нагрузка батареи во время зарядки (линейный режим) ♦ Быстрая зарядка от C / 4 до 4C Rate ♦ C / 16 Trickle- Зарядка Оценить ♦ Автоматическое переключение с Быстро для слабой зарядки ♦ Линейное или импульсное управление мощностью ♦ Максимальный расход 5 мкА на батарее , когда она не заряжается ♦ Шунтирующий стабилизатор 5 В питает внешнюю LogicPART <сильный > MAX712 CPE MAX712 CSE MAX712 C / DDC INR1 Типичная рабочая цепь C40.01µFИнформация для заказаTEMP. ДИАПАЗОН От 0 ° C до + 70 ° C от 0 ° C до + 70 ° C от 0 ° C до + 70 ° CR2150ΩQ12N6109PIN-PACKAGE16 Пластиковый DIP16 Узкий SODice * MAX712 EPE -40 ° C до + 85 ° C 16 Пластиковый DIP MAX712 ESE MAX712 MJE -40 ° C до + 85 ° C -55 ° C до + 125 ° C16 Узкий SO16 CERDIP ** Информация для заказа продолжается в конце листа технических данных. * Свяжитесь с заводом-изготовителем для получения технических характеристик кубиков. ** Свяжитесь с заводом-изготовителем для получения информации о доступности и обработке в соответствии с MIL-STD-883. MAX712 / MAX713 TOP VIEWVLIMITBATT + PGM0PGM1THITLO123456Pin Configuration MAX712 MAX713 16 REF15 V + 14 DRV13 GND12 BATT-11 CCWALLCUBE10µFC11µFR368kΩR422kΩTHIV + VLIMITREFTEMP MAX712 MAX713 DRVBATT + CC BATT- TLO GNDBATTERYD11NFM0CADG310MF0M0C0C0C08C0C0B0C0C0C0C0C0C0CB01µFR SENSEDIP / SOSEE РИСУНОК 19 ДЛЯ ЦЕПИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА С ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫМ РЕЖИМОМ .________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 Для получения информации о ценах, доставке и заказе обращайтесь в компанию Maxim / Dallas Direct! по телефону 1-888-629-4642 или посетите веб-сайт Maxim по адресу www.maxim-ic.com.

    c3h899 / Battery_Charger: Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов (14,4 и 18,0) В * экспериментальные *

    GitHub - c3h899 / Battery_Charger: Зарядное устройство для (14. 4 и 18,0) В NiMH Аккумуляторы для инструментов * Экспериментальные *

    Зарядное устройство для никель-металлгидридных аккумуляторных батарей (14,4 и 18,0) В * Экспериментальное *

    Файлы

    Постоянная ссылка Не удалось загрузить последнюю информацию о фиксации.

    Тип

    Имя

    Последнее сообщение фиксации

    Время фиксации

    • Зарядное устройство для (14.4 и 18,0) В NiMH Аккумуляторы для инструментов Экспериментальные
    • Требуется внешний источник питания постоянного тока 24+ В, 2 А.

    Третья редакция

    • Скорректированные посадочные места.
    • Сеть смещения для RV1 отрегулирована.
    • К конденсаторам большой емкости добавлены спускные резисторы.
    • Добавлена ​​схема каскода
    • для контроля + BATT для защиты входа считывания MAX713.
    • D2 заменен на Q2, чтобы обеспечить более идеальное поведение диода и обеспечить защиту от обратного входа.
    • Добавлена ​​схема внешнего контроля температуры.
    • RC-фильтры нижних частот добавлены к чувствительным контактам + BATT и -BATT.
    • Защита от обратного входа добавлена ​​к входу постоянного тока и выходам батареи с помощью силовых MOSFET с каналом P-Channel.

    2-я редакция

    • Плата с измененной структурой, чтобы иметь отдельные аналоговые и коммутационные плоскости заземления (в старом состоянии)

    Прототип 0

    • Посадочные места резистора СЛИШКОМ велики.
    • MAX713 Регулирует напряжение между BAT- и BAT + при измерении с использованием резистивной нагрузки.
    • Устройство успешно достигает стабилизации тока во время быстрой зарядки.
    • При входе 24 В постоянного тока LM7805 нагревается, может потребоваться радиатор.
    • Q2 изначально был 1N4001; Заменить на 1N5821 из-за чрезмерного нагрева.
    • Целевые батареи нагреваются в конце последовательности зарядки.
    • В устройстве НЕ было замечено для завершения зарядки DV / dt.
    • При отсутствии защиты от обратного входа установка заряженной батареи обратной стороной приведет к выходу из строя R7...R10.

    Редакция 0

    • Дизайн экспериментальный, основан на контроллере заряда MAX713.
    • Концепция
    • : замена линейно регулируемого источника питания понижающим преобразователем.
    • Конструкция
    • предназначена для зарядки от C / 2 (~ 1,8 А)
    • Температурная обратная связь не используется.
    • Не прилагается никаких усилий к плате защиты от обратного входа.

    Около

    Зарядное устройство для (14. 4 и 18,0) В NiMH Аккумуляторы для инструментов * Экспериментальные *

    Ресурсы

    Лицензия

    Вы не можете выполнить это действие в настоящее время. Вы вошли в систему с другой вкладкой или окном. Перезагрузите, чтобы обновить сеанс. Вы вышли из системы на другой вкладке или в другом окне. Перезагрузите, чтобы обновить сеанс. .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *