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Circuit de charge pour batteries ni mh avec indication. Circuit chargeur pour batteries nickel-hydrure métallique et nickel-cadmium. Chargement USB

En ce moment, beaucoup divers appareils fonctionnant sur batterie. Et c'est d'autant plus gênant quand, au moment le plus inopportun, notre appareil cesse de fonctionner, car les batteries se sont simplement assises, et leur charge n'est pas suffisante pour le fonctionnement normal de l'appareil.

Acheter de nouvelles piles à chaque fois est assez coûteux, mais essayer de fabriquer un appareil maison pour charger les piles des doigts de vos propres mains en vaut la peine.

De nombreux artisans notent qu'il est préférable de charger de telles batteries (AA ou AAA) en courant continu, car ce mode est le plus avantageux en termes de sécurité pour les batteries elles-mêmes. En général, la puissance de charge transférée du réseau est d'environ 1,2 à 1,6 fois la capacité de la batterie elle-même. Par exemple, une batterie nickel-cadmium d'une capacité de 1A/h sera chargée avec un courant de 1,6 A/h. De plus, plus l'indicateur de cette puissance est bas, mieux c'est pour le processus de charge.

Dans le monde moderne, il existe de nombreux appareils électroménagers équipés d'une minuterie spéciale qui décompte une certaine période, puis signale sa fin. Lors de la fabrication d'appareils de bricolage pour charger les piles des doigts, peut également s'appliquer cette technologie , qui vous avertira de la fin du processus de charge de la batterie.

AA est un appareil qui génère D.C., charge avec une capacité allant jusqu'à 3 A / h. Dans la fabrication, le schéma le plus courant, voire classique, a été utilisé, que vous voyez ci-dessous. La base, dans ce cas, est le transistor VT1.

La tension aux bornes de ce transistor est indiquée par une LED VD5 rouge, qui sert d'indicateur lorsque l'appareil est connecté au réseau. Ensembles de résistances R1 un certain pouvoir courants traversant cette LED, à la suite de quoi sa tension fluctue. La valeur du courant du collecteur est formée par la résistance de R2 à R5, qui sont incluses dans VT2 - le soi-disant "circuit d'émetteur". Dans le même temps, en modifiant les valeurs de résistance, vous pouvez contrôler le degré de charge. R2 est constamment inclus dans VT1, définissant un courant constant avec une valeur minimale de 70 mA. Pour augmenter la puissance de charge, il est nécessaire de connecter le reste des résistances, c'est-à-dire R3, R4 et R5.

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Il faut noter que Chargeur ne fonctionne que lorsque les batteries sont connectées.

Après avoir connecté l'appareil au réseau, une certaine tension apparaît sur la résistance R2, qui est transmise au transistor VT2. Ensuite, le courant continue de circuler, ce qui fait que la LED VD7 commence à s'allumer intensément.

Histoire d'un appareil fait maison

Chargement USB

Peut faire un chargeur pour les batteries nickel-cadmium basé sur un port USB standard... Dans ce cas, ils seront chargés avec un courant d'environ 100 mA. Le schéma, dans ce cas, sera le suivant :

À l'heure actuelle, il existe de nombreux chargeurs différents vendus dans les magasins, mais leur coût peut être assez élevé. Considérant que le point principal de divers produits faits maison est précisément l'économie De l'argent, alors auto-assemblage encore plus approprié dans ce cas.

Ce circuit peut être modifié en ajoutant un circuit supplémentaire pour charger une paire de piles AA. Voici ce qui s'est passé à la fin :

Pour que ce soit plus clair, voici les composants qui ont été utilisés dans le processus d'assemblage :

Il est clair qu'on ne peut pas se passer d'outils élémentaires, donc avant de commencer le montage, il faut s'assurer d'avoir tout ce qu'il faut :

  • fer à souder;
  • souder;
  • flux;
  • testeur;
  • pince à épiler;
  • divers tournevis et un couteau.

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Un testeur est nécessaire pour vérifier les performances de nos composants radio. Pour ce faire, vous devez comparer leur résistance, puis vérifier avec la valeur nominale.

Pour le montage, nous avons également besoin d'un boîtier et d'un compartiment à piles. Ce dernier peut être tiré du simulateur Tetris pour enfants, et le corps peut être fabriqué à partir d'un boîtier en plastique ordinaire (6,5 cm / 4,5 cm / 2 cm).

Nous fixons le compartiment des piles au boîtier à l'aide de vis. Comme base du circuit, une planche du préfixe Dandy, qu'il faut découper, est parfaite. Nous supprimons tous les composants inutiles, ne laissant que la prise de courant. L'étape suivante consiste à souder toutes les pièces en fonction de notre schéma.

Le cordon d'alimentation de l'appareil peut être pris avec un cordon ordinaire de souris d'ordinateur posséder entrée USB, ainsi qu'une partie du câble d'alimentation avec une prise. Lors du soudage, la polarité doit être strictement respectée, c'est-à-dire souder plus à plus, etc. Nous connectons le câble à l'USB en vérifiant la tension fournie à la prise. Le testeur doit lire 5V.

Sur l'un des sites de radio amateur, j'ai vu un circuit permettant de charger des batteries portables Ni-Mn et Ni-Cd avec une tension de fonctionnement de 1,2 à 1,4 V à partir d'un port USB. Avec cet appareil, vous pouvez charger un portable batteries rechargeables courant d'environ 100 mA. Le schéma est simple. Il ne sera pas difficile de l'assembler même pour un radio amateur novice.

Bien sûr, vous pouvez acheter un chargeur prêt à l'emploi. Il y en a beaucoup en vente maintenant et pour tous les goûts. Mais il est peu probable que leur prix satisfasse un radioamateur novice ou quelqu'un capable de fabriquer un chargeur de ses propres mains.
J'ai décidé de répéter ce schéma, mais de fabriquer un chargeur pour charger deux batteries à la fois. Publié Courant USB 2,0 correspond à 500 mA. Ainsi, vous pouvez connecter en toute sécurité deux batteries. Le schéma modifié ressemblait à ceci.

je voulais aussi pouvoir me connecter source externe tension d'alimentation de 5 V.
Le circuit ne contient que huit composants radio.

Un ensemble minimum de radioamateurs est requis de l'outil : un fer à souder, une soudure, un flux, un testeur, une pince à épiler, des tournevis, un couteau. Avant de souder des composants radio, leur état de fonctionnement doit être vérifié. Pour cela, nous avons besoin d'un testeur. Il est très facile de vérifier les résistances. Nous mesurons leur résistance et comparons avec la valeur nominale. Il existe de nombreux articles sur Internet sur la façon de vérifier une diode et une LED.
Pour le boîtier, j'ai utilisé un boîtier en plastique mesurant 65 * 45 * 20 mm. Le compartiment à piles a été découpé dans le jouet pour enfants "Tetris".

Je vous en dirai plus sur l'altération du compartiment à piles. Le fait est qu'au départ
les avantages et les inconvénients des bornes d'alimentation de la batterie sont opposés. Mais j'avais besoin de deux bornes d'isolation positives dans la partie supérieure du compartiment et d'une borne négative commune en bas. Pour ce faire, j'ai déplacé la borne positive inférieure vers le haut et coupé la borne négative commune de l'étain, en soudant les ressorts restants.



J'ai utilisé de l'acide à souder comme fondant pour souder des ressorts en respectant toutes les règles de sécurité. Le lieu de soudure doit être rincé à l'eau courante jusqu'à ce que suppression complète traces d'acide. J'ai soudé les fils des bornes et les ai passés à l'intérieur du boîtier à travers les trous percés.

Le compartiment à piles était fixé au couvercle du boîtier avec trois petites vis.
J'ai coupé la carte de l'ancien modulateur console de jeu"Dandy". Suppression de toutes les pièces inutiles et pistes PCB. Il ne reste que la prise de courant. J'ai utilisé du fil de cuivre épais comme nouvelles pistes. J'ai percé des trous pour la ventilation dans le couvercle inférieur.

La planche finie était bien serrée dans le boîtier, je ne l'ai donc pas réparée.

Après avoir installé tous les composants radio à leur place, nous vérifions la bonne installation et nettoyons la carte du flux.
Nous allons maintenant nous occuper du dessoudage du cordon d'alimentation et du réglage du courant de charge pour chaque batterie.
Utilisé comme cordon d'alimentation cable USB de l'ancien souris d'ordinateur et un morceau de câble d'alimentation avec une prise Dandy.

Une attention particulière doit être portée au cordon d'alimentation. Vous ne devez en aucun cas confondre "+" et "-". J'ai une prise d'alimentation "+" connectée au contact central avec un fil noir avec une bande blanche. Et la puissance "-" va le long du fil noir (sans bande) jusqu'au contact extérieur de la fiche. Sur le câble USB, "+" va au fil rouge et "-" au noir. On soude un plus avec un plus et un moins avec un moins. Nous isolons soigneusement les points de soudure. Ensuite, nous vérifions le cordon pour un court-circuit en connectant le testeur en mode de mesure de résistance aux bornes de la prise. Le testeur doit montrer une résistance infinie. Tout doit être soigneusement revérifié, peu importe ce qui grave le port USB. Si tout va bien, nous connectons notre câble au port USB et vérifions la tension à la prise. Le testeur doit indiquer 5 volts.

La dernière étape de la configuration consiste à régler le courant de charge. Pour ce faire, on coupe le circuit de la diode VD1 et "+" de la batterie. Nous connectons le testeur à l'écart dans le mode de mesure du courant allumé à la limite de 200 mA. Le plus du testeur est pour la diode, et le moins pour la batterie.

Nous insérons la batterie en place, en respectant la polarité, et mettons sous tension. Dans ce cas, la LED doit s'allumer. Il signale que la batterie est connectée. De plus, en modifiant la résistance R1, nous définissons le courant de charge requis. Dans notre cas, il est d'environ 100 mA. Avec une diminution de la résistance de la résistance R1, le courant de charge augmente et avec une augmentation, il diminue.

Nous faisons de même pour la deuxième batterie. Après cela, nous tordons notre corps et
le chargeur est prêt à l'emploi.
Depuis les divers piles de doigts avoir différents
capacité, il faudra des temps différents pour charger ces batteries. Piles
d'une capacité de 1400 mAh avec une tension de 1,2 V devra être chargé avec ce
circuits pendant environ 14 heures et les batteries de 700 mAh ne prennent que 7 heures.
J'ai des batteries d'une capacité de 2700 mAh. Mais je ne voulais pas les charger pendant 27 heures depuis le port USB. Par conséquent, j'ai fait une prise de courant pour une alimentation externe de 5 volts 1A, que j'avais au repos.

Voici quelques autres photos de l'appareil fini.

Les autocollants ont été peints avec FrontDesigner 3.0. Puis je l'ai imprimé sur imprimante laser... Je l'ai découpé aux ciseaux, collé avec le recto sur un fin ruban adhésif de 20 mm de large. J'ai coupé le surplus de ruban. J'ai utilisé un bâton de colle comme colle, après avoir préalablement lubrifié à la fois l'autocollant et l'endroit où il est collé. A quel point c'est fiable, je ne sais pas encore.
Maintenant, les avantages et les inconvénients de ce régime.
Le plus, c'est que le circuit ne contient pas de pièces rares et chères et est littéralement monté sur le genou. Il est également possible de l'alimenter à partir d'un port USB, ce qui est important pour les radioamateurs novices. Pas besoin de se demander où alimenter le circuit. Malgré le fait que le schéma est très simple, Par ici la charge est utilisée dans de nombreux chargeurs industriels.
Il est également possible, en compliquant légèrement le circuit, de mettre en oeuvre une commutation du courant de charge.

En sélectionnant R1, R3 et R4, vous pouvez régler le courant de charge pour des batteries de différentes capacités, fournissant ainsi le courant de charge recommandé pour une batterie donnée, qui est généralement de 0,1 C (capacité de la batterie C).
Maintenant les inconvénients. Le plus important est le manque de stabilisation du courant de charge. C'est-à-dire
Changer la tension d'entrée changera le courant de charge. Aussi en cas d'erreur d'installation ou court-circuit circuits, il y a une forte probabilité de brûler le port USB.

Caractéristiques de charge des batteries Ni─MH, exigences du chargeur et paramètres de base

Les batteries nickel-hydrure métallique se répandent progressivement sur le marché et leur technologie de production s'améliore. De nombreux fabricants améliorent progressivement leurs performances. En particulier, le nombre de cycles de charge-décharge augmente et l'autodécharge des batteries Ni─MH diminue. Ce type de batteries a été produit pour remplacer les batteries Ni─Cd et peu à peu elles les poussent hors du marché. Mais il existe encore des domaines d'utilisation où les batteries nickel-hydrure métallique ne peuvent pas remplacer les batteries au cadmium. Surtout là où des courants de décharge élevés sont requis. Les deux types de batteries nécessitent une charge compétente pour prolonger leur durée de vie. Nous avons déjà parlé de la recharge des batteries nickel-cadmium, et maintenant il est temps de recharger les batteries Ni-MH.

Au cours du processus de charge, une série de réactions chimiques a lieu dans la batterie, à laquelle va une partie de l'énergie fournie. Une autre partie de l'énergie est convertie en chaleur. L'efficacité du processus de charge est la partie de l'énergie fournie qui reste dans la "réserve" de la batterie. L'efficacité peut varier en fonction des conditions de charge, mais n'est jamais à 100 %. Il convient de noter que l'efficacité lors de la charge des batteries Ni-Cd est plus élevée que dans le cas des batteries nickel-hydrure métallique. Le processus de charge des batteries Ni─MH s'accompagne d'un dégagement important de chaleur, ce qui impose ses propres limites et particularités. Pour plus d'informations, lisez l'article sur le lien spécifié.


La vitesse de charge dépend avant tout de la quantité de courant fourni. Les courants pour charger les batteries Ni─MH sont déterminés par le type de charge sélectionné. Dans ce cas, le courant est mesuré en fractions de la capacité (C) des batteries Ni-MH. Par exemple, avec une capacité de 1500 courant mAh 0.5C sera 750mA. Selon le taux de charge des batteries nickel-hydrure métallique, il existe trois types de charge :
  • Goutte à goutte (courant de charge 0,1C);
  • Rapide (0.3C);
  • Accéléré (0,5-1C).

En gros, il n'y a que deux types de charge : goutte à goutte et accélérée. Rapide et Accéléré sont pratiquement la même chose. Ils ne diffèrent que par la méthode d'arrêt du processus de charge.

En général, toute charge de batteries Ni-MH avec un courant supérieur à 0,1C est rapide et nécessite un suivi de certains critères pour la fin du processus. La recharge goutte à goutte ne nécessite pas cela et peut continuer indéfiniment.

Options de charge pour les batteries nickel-hydrure métallique

Voyons maintenant les fonctionnalités différents types détails de charge.

Batteries Ni─MH en charge goutte à goutte

Il faut dire ici que ce type de charge n'augmente pas la durée de vie des batteries Ni-MH. Étant donné que la charge d'entretien ne s'arrête pas même après charge complète, le courant est choisi très faible. Ceci est fait pour que les batteries ne surchauffent pas pendant une charge prolongée. Dans le cas des batteries Ni─MH, la valeur actuelle peut même être réduite à 0,05C. Pour le nickel-cadmium, 0,1C convient.


Avec la charge d'entretien, il n'y a pas de tension maximale caractéristique et seul le temps peut agir comme une limitation de ce type de charge. Pour estimer le temps nécessaire, vous devez connaître la capacité et la charge initiale de la batterie. Pour calculer plus précisément le temps de charge, la batterie doit être déchargée. Cela éliminera l'influence de la charge initiale. L'efficacité avec la charge d'entretien des batteries Ni─MH est de 70 %, ce qui est inférieur à celui des autres types. De nombreux fabricants de batteries nickel-hydrure métallique ne recommandent pas l'utilisation de la charge d'entretien. Bien qu'en Ces derniers temps tout apparaît Plus d'information que les modèles modernes de batteries Ni─MH ne se dégradent pas pendant le processus de charge d'entretien.

Batteries nickel-hydrure métallique à charge rapide

Les fabricants de batteries Ni─MH dans leurs recommandations donnent des caractéristiques de charge avec une valeur de courant de l'ordre de 0,75─1C. Concentrez-vous sur ces valeurs lorsque vous choisissez le courant avec lequel charger les batteries Ni─MH. Les courants de charge supérieurs à ces valeurs ne sont pas recommandés car cela pourrait provoquer l'ouverture de la soupape de sécurité pour relâcher la pression. Il est recommandé d'effectuer une charge rapide des batteries nickel-hydrure métallique à une température de 0 à 40 degrés Celsius et à une tension de 0,8 à 8 volts.

Efficacité des processus charge rapide bien plus que goutte à goutte. C'est environ 90 pour cent. Cependant, à la fin du processus, l'efficacité chute fortement et l'énergie va dans le dégagement de chaleur. La température et la pression augmentent fortement à l'intérieur de la batterie. avoir une soupape d'urgence qui peut s'ouvrir lorsque la pression augmente. Dans ce cas, les propriétés de la batterie seront irrémédiablement perdues. Et la température élevée elle-même a un effet néfaste sur la structure des électrodes de la batterie. Par conséquent, des critères clairs sont nécessaires selon lesquels le processus de charge s'arrêtera.

Les exigences pour un chargeur (chargeur) pour batteries Ni─MH sont présentées ci-dessous. Pour l'instant, notons que de tels chargeurs effectuent une charge selon un certain algorithme. Les étapes de cet algorithme dans vue générale ce qui suit:

  • détermination de la présence d'une batterie rechargeable ;
  • qualification de la batterie ;
  • précharge;
  • transition vers une charge rapide ;
  • charge rapide;
  • recharger;
  • charge d'entretien.

A ce stade, un courant de 0,1C est appliqué et la tension aux pôles est vérifiée. Pour démarrer le processus de charge, la tension ne doit pas dépasser 1,8 volts. Sinon, le processus ne démarrera pas.

Il convient de noter que la vérification de la présence d'une batterie est également effectuée à d'autres étapes. Ceci est nécessaire au cas où la batterie est retirée du chargeur.


Si la logique du chargeur détermine que la tension est supérieure à 1,8 volt, cela est alors perçu comme l'absence de la batterie ou ses dommages.

Qualification de la batterie

Une estimation approximative de la charge de la batterie est déterminée ici. Si la tension est inférieure à 0,8 volt, la charge rapide de la batterie ne peut pas démarrer. Dans ce cas, le chargeur activera le mode de précharge. Lors d'une utilisation normale, les batteries Ni-MH sont rarement déchargées à une tension inférieure à 1 volt. Par conséquent, la précharge n'est activée qu'en cas de décharges profondes et après un stockage à long terme des batteries.

Pré-charge

Comme mentionné ci-dessus, la précharge est activée lorsque les batteries Ni-MH sont profondément déchargées. Le courant à ce stade est fixé à 0,1-0,3C. Cette étape est limitée dans le temps et dure environ 30 minutes. Si pendant ce temps la batterie ne rétablit pas la tension de 0,8 volt, alors la charge est interrompue. Dans ce cas, la batterie est probablement endommagée.

Transition vers une charge rapide

A ce stade, il y a une augmentation progressive du courant de charge. L'accumulation de courant se fait en douceur en 2 à 5 minutes. Dans le même temps, comme dans les autres étapes, la température est surveillée et la charge est coupée à des valeurs critiques.

Le courant de charge à ce stade est de l'ordre de 0,5-1C. La chose la plus importante dans la phase de charge rapide est la déconnexion rapide du courant. Pour cela, lors de la charge des batteries Ni─MH, le contrôle est utilisé selon plusieurs critères différents.

Pour ceux qui ne sont pas au courant, la méthode de contrôle du delta de tension est utilisée lors de la charge. Pendant le processus de charge, il grandit constamment et à la fin du processus, il commence à tomber. Habituellement, la fin de la charge est déterminée par une chute de tension de 30 mV. Mais cette méthode de contrôle ne fonctionne pas très bien avec les batteries nickel-hydrure métallique. Dans ce cas, la chute de tension n'est pas aussi prononcée que dans le cas du Ni─Cd. Par conséquent, pour déclencher l'arrêt, vous devez augmenter la sensibilité. Et avec une sensibilité accrue, la probabilité de fausses alarmes augmente en raison du bruit de la batterie. De plus, lorsque plusieurs batteries sont chargées, le déclenchement se produit à des moments différents et l'ensemble du processus est étalé.

Mais encore, l'arrêt de la charge en raison d'une chute de tension est le principal. Lors de la charge avec un courant de 1C, la chute de tension pour l'arrêt est de 2,5-12 mV. Parfois, les fabricants définissent la détection non pas par une chute, mais par l'absence de changement de tension en fin de charge.

Dans ce cas, pendant les 5 à 10 premières minutes de charge, le contrôle delta de tension est désactivé. En effet, au début de la charge rapide, la tension de la batterie peut varier considérablement en raison du processus de fluctuation. Par conséquent, au stade initial, le contrôle est désactivé afin d'exclure les fausses alarmes.

En raison de la fiabilité pas trop élevée de la déconnexion de la charge par le delta de tension, le contrôle est également utilisé par d'autres critères.


À la fin du processus de charge de la batterie Ni─MH, sa température commence à augmenter. Ce paramètre est utilisé pour désactiver la charge. Pour exclure la valeur de température OS, la surveillance est effectuée non pas par la valeur absolue, mais par le delta. Habituellement, une élévation de température de plus de 1 degré par minute est prise comme critère pour terminer une charge. Mais cette méthode peut ne pas fonctionner à des courants de charge inférieurs à 0,5C, lorsque la température augmente assez lentement. Dans ce cas, la batterie Ni-MH peut être surchargée.

Il existe également une méthode pour surveiller le processus de charge en analysant la dérivée de la tension. Dans ce cas, ce n'est pas le delta de tension qui est surveillé, mais le taux de sa croissance maximale. La méthode permet d'arrêter la charge rapide un peu plus tôt que la fin de la charge. Mais un tel contrôle se heurte à un certain nombre de difficultés, notamment une mesure de tension plus précise.

Certains chargeurs pour batteries Ni─MH utilisent un courant pulsé plutôt que continu pour la charge. Il est alimenté pendant 1 seconde à des intervalles de 20-30 millisecondes. Comme avantages d'une telle charge, les experts appellent une répartition plus uniforme des substances actives sur le volume de la batterie et une diminution de la formation de gros cristaux. De plus, plus de mesure précise tension dans les intervalles entre l'application du courant. Comme développement de cette méthode, Reflex Charging a été proposé. Dans ce cas, lorsqu'un courant pulsé est appliqué, la charge (1 seconde) et la décharge (5 secondes) alternent. Le courant de décharge est 1 à 2,5 fois inférieur à la charge. Les avantages sont des températures de charge plus basses et l'élimination des grandes formations cristallines.

Lors de la charge des batteries nickel-hydrure métallique, il est très important de contrôler la fin du processus de charge en fonction de divers paramètres. Des dispositions doivent être prises pour la résiliation d'urgence de la charge. Pour cela, la valeur absolue de la température peut être utilisée. Souvent, cette valeur est de 45 à 50 degrés Celsius. Dans ce cas, la charge doit être interrompue et reprise après refroidissement. Les batteries Ni─MH sont moins aptes à se charger à cette température.

Il est important de fixer une limite de temps pour la charge. Elle peut être estimée par la capacité de la batterie, l'amplitude du courant de charge et l'efficacité du processus. La limite est fixée à l'heure estimée plus 5 à 10 pour cent. Dans ce cas, si aucune des méthodes de contrôle précédentes ne fonctionne, la charge s'éteindra à l'heure définie.

Étape de recharge

A ce stade, le courant de charge est réglé sur 0,1-0,3C. Durée environ 30 minutes. Une recharge plus longue n'est pas recommandée car cela réduira la durée de vie de la batterie. La phase de recharge permet d'égaliser la charge des cellules de la batterie. Il est préférable qu'après une charge rapide, les batteries refroidissent à température ambiante, puis que la recharge commence. Ensuite, la batterie restaurera sa pleine capacité.

Les chargeurs pour batteries Ni-Cd mettent souvent les batteries en charge d'entretien une fois le processus de charge terminé. Pour les batteries Ni─MH, cela ne sera utile que si un très faible courant est fourni (environ 0,005C). Cela suffira à compenser l'autodécharge de la batterie.

Idéalement, le chargeur devrait avoir pour fonction d'activer la charge d'entretien lorsque la tension de la batterie chute. La charge d'entretien n'a de sens que lorsqu'un temps suffisamment long s'est écoulé entre le chargement des batteries et leur utilisation.

Charge ultra-rapide des batteries Ni-MH

Et il convient également de mentionner la charge ultra-rapide. batteries rechargeables... On sait que lorsqu'elle est chargée jusqu'à 70 pour cent de sa capacité, une batterie nickel-hydrure métallique a une efficacité de charge proche de 100 pour cent. Par conséquent, à ce stade, il est logique d'augmenter le courant pour son passage accéléré. Les courants dans de tels cas sont limités à 10C. Le problème principal ici est de déterminer les 70 pour cent de la charge auxquels le courant doit être réduit à une charge rapide normale. Cela dépend grandement du degré de décharge à partir duquel la batterie a commencé à se charger. Un courant élevé peut facilement entraîner une surchauffe de la batterie et la destruction de la structure de ses électrodes. Par conséquent, l'utilisation d'une charge ultra-rapide n'est recommandée qu'avec les compétences et l'expérience appropriées.

Exigences générales pour les chargeurs de batteries nickel-hydrure métallique

Il est inapproprié de démonter des modèles séparés pour charger des batteries Ni─MH dans le cadre de cet article. Qu'il suffise de dire qu'il peut s'agir de chargeurs étroitement ciblés pour charger des batteries nickel-hydrure métallique. Ils ont un algorithme de charge filaire (ou plusieurs) et ils y travaillent constamment. Y a-t-il appareils universels qui vous permettent d'affiner les paramètres de charge. Par exemple, . De tels dispositifs peuvent être utilisés pour charger diverses batteries. Y compris, s'il y a un adaptateur d'alimentation de puissance appropriée.

Je dois dire quelques mots sur les caractéristiques et les fonctionnalités d'un chargeur pour batteries Ni─MH. L'appareil doit pouvoir régler le courant de charge ou son installation automatique selon le type de piles. Pourquoi c'est important?

Il existe maintenant de nombreux modèles de batteries nickel-hydrure métallique, et de nombreuses batteries du même facteur de forme peuvent différer en termes de capacité. En conséquence, le courant de charge doit être différent. S'il est chargé avec un courant supérieur à la normale, il y aura du chauffage. S'il est inférieur à la norme, le processus de charge prendra plus de temps que prévu. Dans la plupart des cas, les courants sur les chargeurs sont réalisés sous la forme de "préréglages" pour les batteries typiques. En général, lors de la charge, les fabricants de batteries Ni-MH ne recommandent pas de régler un courant supérieur à 1,3-1,5 ampères pour le type AA, quelle que soit la capacité. Si, pour une raison quelconque, vous devez augmenter cette valeur, vous devez alors veiller au refroidissement forcé des batteries.

Un autre problème concerne la déconnexion de l'alimentation du chargeur pendant la charge. Dans ce cas, à la mise sous tension, il recommencera à partir de l'étape de détection de batterie. La fin de la charge rapide n'est pas déterminée par le temps, mais par un certain nombre d'autres critères. Par conséquent, s'il a réussi, il sera ignoré lors de la mise sous tension. Mais l'étape de recharge aura lieu à nouveau, si elle l'a déjà été. En conséquence, la batterie reçoit une surcharge indésirable et un chauffage inutile. Entre autres exigences pour le chargeur de batteries Ni-MH - faible décharge lorsque le chargeur est déconnecté de l'alimentation électrique. Le courant de décharge dans un chargeur hors tension ne doit pas dépasser 1 mA.


Il convient de noter la présence d'une autre fonction importante dans le chargeur. Il doit reconnaître les sources d'alimentation primaires. Autrement dit, des piles zinc-manganèse et alcalines.

Lors de l'installation et de la charge de telles batteries dans le chargeur, elles peuvent exploser, car elles n'ont pas de soupape d'urgence pour relâcher la pression. Le chargeur doit pouvoir reconnaître ces sources de courant primaires et ne pas activer la charge.

Bien qu'il soit intéressant de noter ici que la définition des batteries et des sources de courant primaires présente un certain nombre de difficultés. Par conséquent, les fabricants de mémoire n'équipent pas toujours leurs modèles de telles fonctions.


Souvent, il n'est pas nécessaire de concevoir des dispositifs complexes qui prennent en compte de nombreux paramètres du cycle de décharge-charge des batteries. Il suffit de prendre en compte quelques paramètres tels que la tension de fin de décharge, la tension de fin de charge et le courant de charge. Les paramètres de cycle sélectionnés évitent une surcharge ou une sous-charge des batteries, ce qui augmente par la suite leur durée de vie.

L'appareil est alimenté par une source non stabilisée avec un courant de sortie d'au moins 100 mA, dont la tension, compte tenu des ondulations, doit être comprise entre 11,5 et 30 V.

Schème:


Le microcircuit DA1 stabilise la tension d'alimentation 9 V pour le reste des nœuds de l'appareil. La base du dispositif est un déclencheur de Schmitt sur les transistors VT1 et VT2, ce dernier étant inclus en tant qu'émetteur suiveur. La boucle d'hystérésis est stable dans le temps et peut être facilement ajustée. Le condensateur SZ protège le déclencheur de Schmitt contre les fausses commutations lorsqu'il est exposé à des interférences.
L'état de la gâchette de Schmitt dépend de la tension de la batterie rechargeable connectée à la sortie de l'appareil. À une tension de 4 V ou moins, l'émetteur du transistor VT2 est réglé haut niveau tension, et à 5,92 V et plus - faible. Le niveau bas de la tension de sortie au niveau de l'émetteur VT2 n'est pas égal à zéro et est de 0,3 V. Par conséquent, pour éliminer l'influence de la charge sur le seuil de commutation inférieur du déclencheur de Schmitt, des diodes de découplage VD1 et VD2 sont utilisées, qui ne pas ouvert à cette tension.
Le transistor VT3 fonctionne en mode clé et contrôle le stabilisateur de courant de charge sur le transistor VT4, la LED HL1 et la résistance R11. La LED HL1 est utilisée comme stabilisateur et indicateur du mode de charge. Le courant de charge est réglé en sélectionnant la résistance R11. En raison de la double stabilisation de la tension (microcircuit DA1 et LED HL1), la stabilité du courant de collecteur du transistor VT4 est assez élevée (il n'a pas changé lorsqu'il est connecté à la sortie d'une batterie composée de deux à cinq cellules de décharges différentes pendant le essais). La diode VD4 empêche la batterie de se décharger à travers le stabilisateur de courant après la mise hors tension.
Grâce au transistor VT5, fonctionnant également en mode clé, et à la résistance R13, la batterie se décharge jusqu'à ce que le trinistor VS1 soit fermé. Après avoir ouvert le VS1 SCR, la décharge s'arrête et la LED HL2 - l'indicateur de mode de décharge s'éteint.

Fonctionnement de l'appareil :
Tout d'abord, une batterie de quatre batteries est connectée au chargeur, puis la tension d'alimentation est appliquée. Alors que la tension de la batterie dépasse 4 V (en moyenne 1 V par cellule), le transistor VT1 est ouvert, les transistors VT2-VT4, les diodes VD1-VD4 et le trinistor VS1 sont fermés. Le transistor VT5 est ouvert et saturé, à travers lui et la résistance R13 la batterie est déchargée. La LED HL2 est allumée. Le courant de décharge ne doit pas être réglé à plus de 1/10 de la capacité de la batterie.

Lorsque la tension de la batterie pendant le processus de décharge devient inférieure à 4 V, la gâchette de Schmitt bascule, le transistor VT1 se ferme et VT2 s'ouvre. A la sortie du trigger de Schmitt, une haute tension sera établie (environ 8 V). La diode VD1 et le SCR VS1 s'ouvrent, à la suite de quoi la diode VD3 s'ouvrira, le transistor VT5 se fermera, la LED HL2 s'éteindra, le mode de décharge s'arrêtera. Dans le même temps, la tension de haut niveau de la sortie de déclenchement de Schmitt ouvrira la diode VD2 et le transistor VT3, à la suite de quoi la LED HL1 s'allumera, le transistor VT4 et la diode VD4 s'ouvriront, à travers lesquels la batterie sera chargé avec un courant stable.
En appuyant sur le bouton SB1, l'appareil est forcé de passer du mode de décharge au mode de charge. Ceci est nécessaire si des batteries Ni-MH sont utilisées, qui ne sont pas soumises à "l'effet mémoire" et, par conséquent, n'ont pas besoin d'être prédéchargées.

Pendant la charge, lorsque la tension de la batterie atteint 5,92 V (en moyenne 1,48 V par cellule), la gâchette de Schmitt bascule : le transistor VT1 s'ouvre et VT2 se ferme. La diode VD2 et le transistor VT3 se fermeront, la LED HL1 s'éteindra, à la suite de quoi le transistor VT4 et la diode VD4 se fermeront et le processus de charge s'arrêtera. Mais le trinistor VS1 reste ouvert, donc le transistor VT5 ne s'ouvrira pas et le mode de décharge ne s'allumera pas. Après avoir éteint l'appareil, vous devez déconnecter la batterie de celui-ci, sinon elle sera déchargée.

Installation et accessoires :
Les transistors KT315B (VT1-VT3) peuvent être remplacés par des transistors KT315G ou KT315E. D'autres transistors de faible puissance au silicium peuvent être utilisés. n-p-n structures avec un courant de collecteur maximal d'au moins 100 mA, mais pour le déclencheur de Schmitt, il est conseillé de sélectionner des transistors avec un rapport de transfert de courant de base d'au moins 50. Transistors VT4 et VT5 - n'importe laquelle des séries KT814, KT816. Ils sont montés sur des dissipateurs thermiques constitués de bandes d'aluminium souple mesurant 28x8 mm et 1 mm d'épaisseur, pliées en forme de lettre "U". Diodes - tout silicium de faible puissance, à l'exception du VD4, qui doit supporter le courant de charge. Les résistances de réglage R2 et R5 sont multitours SP5-2. Il est conseillé d'utiliser des LED HL1 et HL2 de couleurs de lueur différentes pour une indication sans ambiguïté du mode de fonctionnement de l'appareil.

Réglage:
Pour configurer l'appareil, une batterie auxiliaire de 9 ... 12 V est nécessaire, à laquelle une résistance variable d'une résistance de plusieurs kΩ est connectée par un potentiomètre. Pour faciliter le réglage précis de la tension requise dans le circuit ouvert d'une des bornes extrêmes de cette résistance, il est conseillé d'inclure une autre résistance variable avec une résistance dix fois inférieure en tant que rhéostat.

Les moteurs des résistances de trim R2 et R5 sont réglés en position basse selon le schéma. Coupez temporairement la connexion de la résistance gauche R1 selon le circuit de sortie avec la sortie positive de l'appareil. Au moment du réglage, cette broche devient l'entrée de l'appareil, qui est connectée au moteur à résistance variable. La borne négative de la batterie auxiliaire est connectée au fil commun de l'appareil. Une batterie rechargeable n'est pas connectée à la sortie. Après avoir mis sous tension, vous devez vous assurer qu'il existe une tension stable de 9 V à la sortie du microcircuit DA1.

Ensuite, les seuils de commutation sont réglés. Le voltmètre est connecté à l'émetteur du transistor VT2. Tout d'abord, le seuil de commutation inférieur de 4 V est défini avec le curseur du trimmer R2. Lorsque la tension d'entrée chute en dessous de ce seuil de 0,05 ... 0,1 V, le transistor VT1 doit se fermer et un niveau de tension élevé doit être défini au niveau de l'émetteur de le transistor VT2. Ensuite, le seuil de commutation supérieur de 5,92 V est réglé avec le moteur trimmer R5. Lorsque la tension d'entrée dépasse ce seuil de 0,05 ... 0,1 V, le transistor VT2 doit s'ouvrir et un niveau de tension bas à l'émetteur du transistor VT2 devrait être réglé. Les deux seuils de commutation sont vérifiés.

Ensuite, ils vérifient qu'après ouverture du transistor VT2, le trinistor VS1 s'ouvre également. Si ce n'est pas le cas, réduisez la résistance de la résistance R6, en obtenant une ouverture nette du SCR. Pour désactiver le SCR, coupez brièvement la tension d'alimentation.

Enfin, un milliampèremètre et une batterie rechargeable sont connectés à la sortie de l'appareil. En mode de charge, en sélectionnant la résistance R9, la luminosité souhaitée de la LED HL1 est définie, et en sélectionnant la résistance R11, le courant de charge requis est défini. Ensuite, la batterie auxiliaire est déconnectée et la connexion de la résistance gauche R1 selon le circuit de sortie avec la sortie positive de l'appareil est rétablie. Le Trinistor VS1 est éteint. Le multimètre est connecté à la sortie de l'appareil en mode mesure de tension. Surveillez le processus de charge de la batterie et commutation automatique le dispositif en mode de décharge après avoir atteint la tension de sortie de 5,92 V. En outre, en mode de décharge par la résistance R12, la luminosité de la LED HL2 et le courant de décharge initial par la sélection de la résistance R13 sont réglés. Ensuite, le VS1 SCR est connecté et l'appareil passe en mode de charge. À la fin, vous devez vous assurer que le trinistor VS1 s'est ouvert et a empêché le mode de décharge de s'allumer.

Un fort échauffement des batteries en fin de charge indique que le courant de charge est trop élevé, il faut le réduire, mais le temps de charge va augmenter.

G. VORONOV, Stavropol "Radio" n° 1 2012


Chargeur compact simple pour batteries NiMH et NiCd avec des fonctionnalités utiles supplémentaires telles que arrêt automatique et contrôle de la température.


Presque tous ont un port USB ordinateurs modernes et ordinateurs portables. Le courant délivré par l'USB 2.0 peut être supérieur à 500 milliampères, sous une tension de 5 volts, soit au moins 2,5 watts, et l'USB de troisième génération l'est encore plus. L'utilisation d'une telle source d'énergie est très pratique, car de nombreux chargeurs pour smartphones/tablettes sont également livrés avec un connecteur USB, et l'ordinateur est souvent à portée de main. Aujourd'hui, nous allons recharger les piles rechargeables AA et AAA NiMH / NiCd de port USB... Les chargeurs industriels pour batteries USB se comptent sur un doigt et se chargent généralement avec un faible courant, ce qui augmente considérablement le temps de recharge. De plus, après avoir assemblé un circuit simple, nous obtenons un excellent chargeur avec indication lumineuse et un capteur de température, dont le coût est très faible 1-2 $.


Notre chargeur charge deux batteries NiCd / NiMH à la fois avec un courant de plus de 470 mA, ce qui rend la charge très rapide. Les batteries rechargeables peuvent chauffer, ce qui aura sans aucun doute un effet négatif sur elles, une diminution de la capacité, du courant de pointe et du temps de fonctionnement normal. Pour éviter que cela ne se produise dans le circuit, des coupures de courant automatiques sont mises en œuvre dès que la température des batteries est de 33 degrés Celsius ou plus. Pour ça fonction utile une thermistance NTC avec une résistance de 10 kOhm répond, lorsqu'elle chauffe, sa résistance diminue. Avec la résistance constante R4, il forme un diviseur de tension. La thermistance doit être en contact étroit avec les batteries afin de bien percevoir les changements de température.


La partie principale du circuit est le microcircuit à double comparateur LM393.

Analogues pouvant remplacer le LM393 : 1040CA1, 1401CA3, AN1393, AN6916.


Lors de la charge, le transistor chauffe, il doit être placé sur le radiateur. Au lieu de TIP32, il est possible de prendre presque n'importe quelle structure PNP avec une puissance similaire, j'ai utilisé KT838A. L'analogue domestique complet est le transistor KT816, il a un brochage et un boîtier différents.

Le câble USB peut être coupé de votre ancienne souris/clavier ou acheté. Et il est possible en général de souder la prise YUSB directement sur la carte.

Si la LED est allumée lorsque l'alimentation est appliquée, mais que le circuit ne charge rien, vous devez augmenter la résistance de la résistance de limitation de courant R6. Pour vérifier le fonctionnement normal du circuit entre la masse et la troisième broche du microcircuit (Vref) il doit y avoir environ 2,37 Volts, et sur la deuxième broche (Vtmp) du LM393 1,6-1,85 Volts.

Il est conseillé de charger deux batteries identiques afin que leur capacité soit approximativement égale. Sinon, il s'avère que l'un est déjà complètement chargé et le second n'est qu'à moitié.

Le courant de charge peut être réglé indépendamment en modifiant la résistance de la résistance R1. Formule de calcul : R1 = 1,6 * courant requis.

Par exemple, je veux que mes batteries soient chargées avec un courant de 200 mA, remplacez :

R1 = 1,6 * 200 = 320 Ohm



Cela signifie qu'en installant une résistance variable/ajustable, nous pouvons ajouter une fonction aussi inhabituelle pour les chargeurs qu'une sélection indépendante du courant de charge. Si, par exemple, la batterie doit être chargée avec un courant ne dépassant pas 0,1C, alors en dévissant la résistance, nous pouvons facilement définir la valeur dont nous avons besoin. Ceci est très important pour de telles batteries industrielles miniatures, dans lesquelles la capacité est extrêmement faible et est due à leur taille.


La charge sera désactivée lorsque les batteries seront chauffées. Cela peut augmenter le temps de charge, je recommande donc d'installer le refroidissement sous la forme d'un petit ventilateur.


Si vous avez des batteries NiCd, elles doivent être déchargées à 1 volt avant la charge, c'est-à-dire que 99% de la capacité est utilisée. Sinon, un effet mémoire négatif se fera sentir.

Lorsque les batteries sont complètement chargées, le courant de charge chute à environ 10 mA. Ce courant empêchera l'autodécharge naturelle des batteries NiMH/Camdium. Les premiers ont un débit de 100 % par an, et le second type a environ 10 %.


La carte de circuit imprimé pour le chargeur existe en plusieurs versions, dans l'une d'entre elles la prise USB est idéalement située directement sur la carte, c'est-à-dire qu'il est possible d'utiliser un câble USB de type papa-papa.




Vous pouvez télécharger les planches au format .lay ici

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