Поквакаем или походная зарядка из ''лягушки'' и 4 AA аккумуляторов
Дата: 20.04.2010
Раздел: Сделай сам


Зарядник
Когда передо мной встал вопрос, как в 10-дневном походе заряжать аккумулятор видеокамеры, я решил пойти самым простым путем, а именно заряжать аккумуляторы от обычных батареек. К сожалению, штатный зарядник видеокамеры работает только от сети, поэтому я купил зарядник-лягушку c USB и контейнер с USB разъемом. Казалось бы, чего проще, поставил аккумулятор в лягушку, батарейки в контейнер, соединил все вместе, подождал часок-другой - и вот оно счастье. Но тут-то и обнаружилась засада, которую пришлось решать паяльником и напильником.





Зарядник Зарядник


Китайская гадина весело моргала светодиодами, но с зарядкой аккумулятора явно не торопилась. Измерения показали, что ток при разряженном аккумуляторе составлял 180 mА, убывая с ростом напряжения на нём. Надо сказать, что за ночь аккумулятор всё-таки зарядился примерно на 2/3, при этом ток практически упал до нуля, хотя индикаторы продолжали мигать. Очевидно, что в походных условиях от такой игрушки проку мало, и пришлось взяться за напильник/паяльник.

Первым делом был вскрыт контейнер. Внутри обнаружилась плата с разъёмом, диодом и выключателем, соединенными последовательно. На диоде падает 0.7В, что со свежими алкалиновыми батарейками дает напряжение на выходе чуть более 5В. А если ставить аккумуляторы, то от диода только вред. По-моему, было бы лучше соединить диод и выключатель параллельно, сделав возможность выбора напряжения. Я же совсем выпилил выключатель и поставил вместо него дополнительное гнездо 5.5х2.1мм

Зарядник

Наступило время взяться за лягушку. Самая первая проблема - плохой контакт в месте крепления подвижных "усов". В зависимости от их положения паразитное сопротивление составляет порядка 0.7-1.1 Ом. После припаивания "усов" плате проводами в обход скользящего соединения ток заряда поднялся до 240 мА. Но это все равно мало, тем более, что эффект линейного убыванием тока остался. Попытка разобрать лягушку и поковыряться в схеме не удалась, так как кроме неизвестной 6-ногой микросхемы с надписью 20DX внутри ничего примечательного не было.

Зарядник

В итоге было решено полностью переделать зарядник, используя микросхему ltc4054 Она часто используется в телефонах и её можно купить в мастерской по ремонту сотовых (также ее называют LTH7, LTADY, 5-ногий ключ зарядки для Самсунг C100/X100/E700). Микросхема не требует сложной обвязки, в минимальном варианте нужен всего один конденсатор и один резистор:

Зарядник

У "лягушки" схема получилась чуть-чуть сложней:

Зарядник

Работает это так: Токовое зеркало внутри ltc4054 создает на ножке prog ток, равный 1/1000 зарядного тока. Этот ток стекает на землю через резистор R2. Когда напряжение резисторе достигает 1В, микросхема начинает ограничивать ток батареи. Таким образом, максимальный ток заряда можно рассчитать по формуле I=1/R, но он не должен превышать 0.8А.

Q1, R1 и D2 образуют индикатор зарядного тока. Транзистор открыт, когда напряжение на R2 больше 0.65В. Поскольку во время зарядки выход CHG замкнут на землю, красный и синий диоды оказываются включенными параллельно, но так как прямое напряжение красного диода меньше (около 2В против 3В у синего), то будет гореть только он. При зарядке малым током транзистор закрыт и горит один синий диод. Когда зарядка закончится, погаснет и он. (на самом деле при полной зарядке через выход CHG все равно несколько десятков микроампер и слабое свечение заметно в темноте).

В руководстве написано, что конденсатор С2 выходе не нужен, но если аккумулятор подключен, микросхема будет циклически подзаряжать его, при этом синий светодиод будет мигать. Если же конденсатор не ставить, то без аккумулятора синий светодиод будет светится непрерывно. Таким образом, пара светодиодов дает довольно много информации о процессе зарядки:




Зарядник

Плата и готовое устройство. Плату рисовал маркером и паял простым паяльником, поэтому получилось коряво, но, главное, работает.

Теперь об экспериментальных данных. Поскольку специального оборудования для измерения ёмкости аккумуляторов у меня нет, то я просто заряжал 720мАч аккумулятор видеокамеры , а потом определял время её работы. При зарядке в течение первых полутора часов ток держался стабильно на уровне 488мА, потом убывал. Аккумулятор полностью зарядился за 2 часа 20 минут. Комплекта из 4-х NiMH аккумуляторов на 2100мАч хватило на 3 полных зарядки (первый раз камера проработала 58 минут, потом 55, потом 53, в последний раз 6). При зарядки от сети камера работает 1 час 2 минуты. Остаточное напряжение на NiMH элементах составило 0.85-0.95В, т.е. они отдали почти всю энергию. Алкалиновые батарейки не проверял, но с ними должно быть хуже, т.к. у них меньше ёмкость.

Надо сказать, большое значение имеет то, как заряжать NiMH аккумуляторы. Обычно я пользуюсь быстрым зарядником Varta с индивидуальными каналами. Когда я тестировал лягушку первый раз, уже после второго цикла зарядки видеокамеры напряжение на одном элементе просело до 0.5В, тогда как на остальных оно было 1.0..1.2В. Наилучших результатов удалось достичь только после зарядки малым током последовательно соединенных 4-х элементов.

Выводы

С помощью паяльника и напильника лягушка доведена до ума и адаптирована для работы в походных условиях. Довольно высокий ток (480мА) заряжает аккумулятор за разумное время. Низкое падение напряжения на ltc4054 позволяет работать от входного напряжения 4.2В, что в свою очередь позволяет напрямую питаться от 4-х батареек и почти полностью использовать их энергию. Индикация 2-мя светодиодами дает исчерпывающую информацию о ходе зарядки. Недостатком является отсутствие возможности изменения полярности аккумулятора (переполюсовка и КЗ приводят к порче микросхемы)

Автор:  Сергей Беляев  (icemanoid (гав-гав) gmail (точка) com)    20.04.2010

Прим.ред.
В статье был рассмотрен только один из видов зарядника типа "лягушка". Но в одном и том же корпусе выпускаются зарядники с различными схемами. Например, те лягушки, что продаются на сайте vampirchik-sun не имеют рассмотренных проблем. Они сами определяют полярность подключенного аккумулятора и заряжают достаточно большим током (до 0.5А при пустом LiIon аккумуляторе).
Т.е. "бояться" такого зарядника не стоит. Это весьма удобная вещь. Но многое зависит от того, какую начинку впихнут вовнутрь производители конкретного образца такого зарядника.
Спасибо автору статьи.  :)






Реклама:



бет бум букмекерская контора



Это статья с сайта: Всё о мобильной энергии - солнечные батареи и другая электроника для туристов
https://www.mobipower.ru

URL этой статьи:
https://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=313