Быстрое зарядное устройство для Eneloop NiMH от USB


Не везде Li-ion АКБ заменили Ni-MH аккумуляторы, например очень удачные аккумуляторы Eneloop и аналогичные современные с низким саморазрядом могут заменять классические R6 (AA), R3 (AAA), в том числе в устройствах с низким энергопотреблением. И дело даже не в подходящем размере и напряжении, а в том что они не создают проблем с безопасностью даже при не осторожном использовании.

Схема зарядного устройства для Eneloop

Быстрое зарядное устройство для Eneloop NiMH от USB

Схема зарядного устройства представлена на рисунке. Она состоит из двух функциональных блоков: зарядного устройства 4S AAA емкостью 750 мАч и преобразователя, повышающего напряжение питания зарядного устройства. Зарядное устройство выполнено в виде модуля с USB-штекером, поэтому его можно запитать как от компьютерного порта, так и от типового зарядного устройства 5 В / 1 А.

Технические параметры ЗУ

  • зарядка батареи из четырех последовательно соединенных ААА емкостью 750 мАч,
  • питание от USB-порта компьютера или от типового зарядного устройства 5 В / 1 А,
  • зарядный ток определяется сопротивлением резистора и составляет около 275 мА,
  • собранный модуль имеет вид вилки к USB-разъему.

Блок основан на микросхеме LTC4060, предназначенной для зарядки никель-металлгидридной батареи (CHEM = 1 контакт), соединенной в пакете 4S (SEL0, SEL1 = 1 контакт).

Зарядный ток определяется резистором R4 и составляет около 275 мА.

Конденсатор C8 определяет максимальное время зарядки около 3,5 часов по формуле:

C8 = tmax [ч] / 1,567 х 106 х R4

Транзистор Q1 усиливает выход U2 по току. Зарядное устройство имеет светодиод PWR указывающий наличие питания и CHG, указывающий процесс зарядки. Зарядное устройство автоматически определяет наличие аккумулятора. Сильно разряженные банки вначале заряжаются пониженным током предварительной зарядки.

Батарея из четырех последовательно соединенных аккумуляторов подключается к зарядному устройству с помощью разъема для Ni-MH (типовой разъем EH4 для аккумуляторов).

Для питания LTC4060 требуется минимальное напряжение 8,6 В для правильной зарядки пакета 4S и не более 10 В. Напряжение 8,8 – 9,0 В подается повышающим преобразователем на PAM2421. Выходное напряжение устанавливается делителем R2, R3. Потребление тока от 5 В составляет около 600 мА, при зарядке аккумуляторов током 275 мА.

Полезное:  Миниатюрный преобразователь от USB на 2 напряжения

Быстрое зарядное устройство для Eneloop NiMH от USB

Охлаждение чипов выполнено путем приклеивания радиаторов к U1, U2, Q1 и D1 (как видно на фотографии).

Схема собрана на небольшой двусторонней печатной плате, схема которой вместе с расположением элементов показана на рисунках.

Быстрое зарядное устройство для Eneloop NiMH от USB

Монтаж осуществляется в соответствии с общими правилами. Собранный модуль имеет вид вилки к USB-разъему.

Быстрое зарядное устройство для Eneloop NiMH от USB

Перед пайкой LTC4060 стоит сначала собрать элементы преобразователя и запустить его. После установки проверьте значение выходного напряжения инвертора на конденсаторе С6, оно должно быть в диапазоне 8,8 – 9,0 В, более высокое значение снижает запас прочности для U1 и вызывает ненужное увеличение потерь. Напряжение подстраивается подбором R2. Если инвертор исправен – припаяйте компоненты зарядного устройства.

При первой зарядке проверьте правильность процесса. Батарейный блок подключается через миллиамперметр, а вольтметр – к клеммам пакета. Во время первой зарядки стоит запитать схему от лабораторного блока питания с контролем тока и защитой от короткого замыкания. После включения питания должен загореться светодиод PWR, а после подключения батаре к разъему NiMH – светодиод CHG.

В зависимости от состояния аккумулятора зарядное устройство начнет начальную зарядку (напряжение ниже 3,6 В) или переключится на основную зарядку с фиксированным током 275 мА.

Напряжение на пакете будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет примерно 6,4 В, затем оно немного упадет, и цикл зарядки закончится, о чем будет свидетельствовать погасание светодиода CHG.

Процесс зарядки начинается сразу после подключения АКБ. Зарядное устройство оценивает напряжение на сборке, и когда оно выше примерно 8 В, оно прекращает зарядку. Включение питания USB при подключенной сборке батарей также запускает процесс зарядки.


НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ