自動充電器は220ボルトだけではありません。スキーム、説明

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220ボルトだけで動作する自動充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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アマチュア無線関連の文献の中に、220 V AC ネットワークからさまざまな目的でバッテリーを充電するように設計された電子デバイスやコンポーネントに関する記述がよく見つかります。

実際、この計画の流れは無制限であり、多様です。しかし、最近では、自動車のバッテリー、さまざまなバッテリー（バッテリー）、およびパーソナルコンピューターなど、他の電圧源から動作するさまざまなバッテリーの充電器にアマチュア無線家の関心がますます集まっています。動作電圧 1,2 ～ 1,4 V の単三電池および単四電池 (さまざまな直径と長さのフィンガー電池) と一致する外観を備えた Ni-Mn および Ni-Cd ポータブル電池が一般市場に登場したことにより、デバイスの場合、これらのバッテリーの充電は増加するだけです。

業界が提供する電子充電装置はすでにどこでも購入できますが、その価格は初心者のアマチュア無線家や自分の手で充電器を作ることができる人を満足させる可能性は低いです。さらに、このような装置は高価な部品を必要とせず、繰り返して組み立てるのが簡単で、動作の信頼性（火災および電気の安全性）が高く、所要時間はわずか一晩です。

1,2 ... 1,4 V の電圧でバッテリーを再充電するための最も単純な装置は、図に示す電気回路です。 7。

このデバイスは、最新のパーソナルコンピュータ (以下、PC と呼びます) の USB バスに接続するように設計されています。ご存知のとおり、多機能 USB ポートの 4 つの接点には次の目的があります。5 つはそれぞれ電源「+」と「-」(7 V)、他の 5 つは周辺機器とのデータ交換のための情報バスとして機能します。図 (図 XNUMX) によると、この場合、±XNUMX V 電源接点は XNUMX つだけ使用されます。

220ボルトだけでなく自動充電器

このデバイスを使用すると、約 100 mA (図 7 の抵抗 R1 の抵抗値に応じて) の電流でポータブルバッテリーを充電できます。単三電池の種類によって電力容量が異なるため、充電にかかる時間もそれに応じて異なります。したがって、公称電圧 1400 V の容量 1,2 mAh のバッテリーは、この回路を使用して連続約 14 時間充電する必要があります。また、たとえば、同じ公称電圧 1,2 V の他のバッテリーでも、容量は 700 mAh で、PC を連続稼働させた場合、充電に必要な時間はわずか 7 時間です。半分の時間。ここで、さまざまな種類のバッテリー (バッテリー) の有用なエネルギーの戻りは異なり、主に各特定のバッテリーのエネルギー強度に匹敵することを覚えておくのが適切です。

この回路の充電電流はR1-VD1の回路を流れます。さらに、バッテリーはコネクタまたは取り外し可能な接点を介して接続されます。インジケーター回路 R2、HL1 は、充電器の動作モードを視覚的に表現するために回路に導入されています。バッテリーが接続されていない間、HL1 LED は点灯しませんが、回路内で充電電流が発生するとすぐに (これは負荷、つまり GB1 が接続されている場合に発生します)、インジケーター LED HL1 が点灯し始めます。最大 10 mA の電流で、任意のタイプと色にすることができます。デバイスのステータスを示す必要がない場合は、USB ポートの消費電流が 100 mA 以内であれば安全であるため、これは珍しいことではありません。超高輝度LEDや局所照明ランプも接続可能なPC） - R2、HL1回路は回路から除外されます。充電電流は抵抗R1の抵抗値を変えることで調整できます。したがって、図に示されている要素の値では、充電電流は100 mAになり、抵抗R1の抵抗が減少すると、充電電流は比例して増加します。

アマチュア無線家だけでなく、外国製を含む多くの産業用充電器メーカーも検討された道をたどっています。図上。 8. ここに示されているのは、PC の USB ポートから電力を供給される AAA バッテリー充電器です。

220ボルトだけでなく自動充電器

このデバイスの電気回路は、シンプルさと効率の点で、図に示されている充電器回路に匹敵します。 7。

もう 12 つの同様に重要な問題は、電圧 24 および 7 V の自動車バッテリーからの直流を使用して、さまざまな目的でポータブルバッテリーを充電することです (後者は、一部の種類の国内外のトラック、たとえば、ボルボ FLXNUMX に関連します)。この目的のために、さまざまな充電器が使用されます。

アマチュア無線の情報

車のバッテリーからポータブルバッテリーを直接充電することも可能ですが（ポータブルバッテリーの公称電圧が車のバッテリーより低い場合）、この方法はポータブルバッテリーの急速な劣化を伴い、安全ではなく、短期間しか適用できません。例外として、緊急事態、現場 (および同様の) 状況において、他の方法でポータブルバッテリを充電できない場合に限ります。

このような状況では、出力電流を調整できる特別な充電器を使用するのが最善です。その電気回路を図に示します。 9.

（クリックして拡大）

この方式は、自動車のバッテリーから公称電圧 3,6 ～ 3,8 V で携帯電話のバッテリーを再充電するために広く使用されています (たとえば、Motorola または Sony Ericsson ファミリの携帯電話など)。

ここでは、携帯電話を充電器に接続するためのさまざまなコネクタを考慮する必要があります。図からわかるように、カソードが共通の 15 色のインジケータ LED が使用されており、携帯電話のバッテリが放電している場合は赤色で表示されます。携帯電話のバッテリーが完全に充電されている場合（充電電流が 10 mA 未満）、または負荷（携帯電話）がまったく接続されていない場合は緑色になります（充電電流が XNUMX mA を超えています）。

同時に、充電器の出力に負荷がない場合、出力電圧は公称値よりわずかに高く、つまり約 4,2 ... 4,4 V になります。酸化物コンデンサ C1、C3 は、充電器の出力電圧リップルを平滑化します。車のエンジンがオンになります。

このデバイスの電気回路の基礎は、モトローラファミリーの電話用の産業用自動車充電器から取られており、デバイス自体は写真の図に示されています。 10.

220ボルトだけでなく自動充電器

他のタイプの携帯電話の充電器も同様の原理に基づいて構築されています。

充電器を自作する場合は、図 11 に示す簡単な回路を組み立てることによって、別の方法を行うこともできます。十一。

（クリックして拡大）

このデバイスは、Ni-Cd (ニッケル-カドミウム) バッテリーと Ni-Mn (ニッケル-マンガン) バッテリーを充電します。このデバイスは、無停電電源装置が必要な場合（予備のバッテリがいつでも使用できるようになっている）、自律的（独立して）動作することも、無線機器のシステム全体の一部として動作することもできます。この場合、現時点で負荷デバイスへの電力供給にバッテリが使用されているかどうかに関係なく、バッテリを充電器に永続的に接続できます。 DA1 チップは人気のある K1006VI1 タイマーで、300 つの負荷スイッチングしきい値を備えたコンパレータとして組み込まれています。このマイクロ回路の特徴は、最大 XNUMX mA の最大電流を負荷に供給できる強力な出力段です。

両方のコンパレータ (K1006VI1 タイマーの比較回路) の基準低電圧は、VD1 ツェナーダイオードに実装された基準電圧源から供給されます。この場合、DA1 マイクロ回路の出力 (ピン 3) の電圧は、0 つのしきい値入力 (それぞれ DA8,4 マイクロ回路のピン 2 と 6) の電圧に応じて、1 ～ 3 V の範囲になります。。これらの入力の電圧は、ピン XNUMX での出力電圧の出現とその消失の間に遅延が生じるように (ヒステリシスが存在するように) 可変抵抗器によって設定されます。

確率

調整のために、調整可能な定電圧源がデバイスの出力に接続されます。このデバイスは、個別のフィンガーセルの形式でも、同じ種類のセルを直列に接続したバッテリで構成されるポータブルバッテリでも充電できます。可変抵抗器 R6 は、充電器のシャットダウンしきい値 (バッテリーがフル容量に達したとき) を調整する役割を果たします。これを使用して、シャットダウンしきい値を 1,4 V に設定する必要があります (AA または AAA タイプの電池の 4 つのセルの場合 - 他の電池の場合は、パスポートのデータに従って異なる電圧が使用されます)。同様に、どの充電モードがオンになっているかに応じて、可変抵抗器 R1,1 の抵抗値が調整されます。充電のしきい値は約 XNUMX V である必要があります (AAA タイプのセルが XNUMX つ使用される場合)。

充電器の最大電流は DA1 チップのパラメータによって決まり、250 mA を超えることはできません (制限抵抗 R3 があるため)。

このデバイスに電流アンプと強力な出力段を追加すると、有効な充電電流が増加しますが、これは別の記事の主題であり、革新的なアマチュア無線家への提案です。

この場合、ポータブル低容量バッテリーを充電するために、充電電流が公称バッテリー容量 (バッテリーのデータシートまたはケースに Ah で示されている) の 3 以下になるように、抵抗 R0,1 の抵抗値が選択されます。実際には、この抵抗器の抵抗値は 15 ～ 510 オームの広い範囲になります。

ダイオード VD2 は、充電電流がなく、DA1 のピン 3 の電圧レベルが低い場合に、DA1 チップの出力段を介してバッテリが放電するのを防ぎます。

詳細について

すべての固定抵抗タイプは MLT-0,25 です。ツェナーダイオード VD1 タイプ KS456A、KS147A。インジケータ LED - 最大 12mA の電流を流すもの。この LED の点灯は、充電電流がないことを示します (負荷との接触がない - バッテリーまたはバッテリーが完全に充電されている)。整流ダイオード VD2 タイプ D247、D213 の文字インデックスまたは類似のもの。可変抵抗器 R4、R6 はマルチターンになっており、たとえば SP 1 ～ 49V です。酸化物コンデンサ C1 タイプ K50-29 などは、自動車のエンジン作動時などの干渉を防ぎます (電源リップルを滑らかにします)。無極性コンデンサ C2-C4 タイプ。 KM6とか。それらの役割は、マイクロ回路の動作に対する干渉の影響を防ぐことです。

このデバイスを使用すると、最大 300 mA の電流で出力電圧を広範囲に調整できるため、さまざまな種類のバッテリーを充電することができます。つまり、このデバイスは汎用的に使用できます。

著者：カシュカロフA.P.

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