Konstrukce - Zdroj proudu, nabíječka

Zdroj proudu alias nabíječka malým proudem


Popis

Jednoduché zapojení sloužící k údržbě sad tužkových akumulátorů, kterých mám přes třicet kusů. Na dovolené používám rychlonabíječku, ta ovšem dává akumulátorům zabrat a tak je čas od času dobré jim dopřát pomalé nabití bez teplotního šoku. Navíc při použití malého proudu o velikosti typicky 1/10 C a méně, je časové omezení nabíjení nulové. Podle dokumentace výrobců lze tak malým proudem nabíjet po dobu až jednoho roku, nevěříte-li, najděte si ten údaj v technických listech, opravdu tam je. Navíc při nabíjení sad zapojených v sérii, u mě v počtu dvou až šesti kusů, případně u akumulátorové vrtačky až deseti kusů, dochází ke srovnání rozdílu mezi jednotlivými akumulátory, který vzniká při rychlém nabíjení, neboť ne všechny články se nabíjí na stejnou úroveň. Tím spíše, že nabíječky akumulátorového nářadí zpravidla ukončují nabíjení podle teploty, snímané čidlem uvnitř akumulátorů. Že to není zas tak přesný systém, není třeba dodávat.

Zapojení dále používám při údržbě akumulátorových paků vrtačky Narex doma i v práci, neboť původní řešení od výrobce ukončuje nabíjení po zahřátí článků a pokud v tu chvíli akupack rozeberete, články neudržíte v ruce. Takže když nic časově nehoří, je vhodnější je nabít pomaleji a decentněji.

Výsledná konstrukce je velice jednoduché zapojení obvodu LM2574, což je spínaný zdroj v pouzdru DIL8 s výstupním proudem do 500 mA. V zapojení je nabíjecí proud cca 100 mA, což bohatě stačí. Je doplněna indikace protékání proudu, protože, jak mě často překvapuje u profesionálních výrobků, někdy nemusí být některý z kontaktů dokonalý a tak si myslíme, že proud protéká, a ono ve skutečnosti nic. Dioda v propustném směru je pouze ochranná, pro případ přepólování akumulátoru.

Zapojení díky použití spínaného zdroje nevydává téměř žádné teplo, takže ho lze hermeticky uzavřít do plastové krabičky bez větracích otvorů.

Technické parametry

  • Zdroj proudu pro nabíjení 1 až 10 kusů akumulátorových článků NiCd / NiMH, jak klasických tužkových sad, tak například u ručního nářadí apod.

  • Nabíjecí proud 100 mA, nastavitelný snímacím odporem v rozsahu 50 - 250 mA (záleží na výkonu použitého transformátoru, účinnost zdroje je zhruba 75%)

  • Indikace napájení (není nutná)

  • Indikace protékání proudu (tj. nabíjení)

Výpočet jiného nabíjecího proudu je jednoduchý, na snímacím odporu je úbytek rovný referenčnímu napětí IO, tj. 1,23 V. Takže je potřeba volit odpor podle klasického vztahu R = 1,23 / I. Neměl by být překročen (s rezervou) příkon použitého transformátoru, při účinnosti zdroje zhruba 75 % se vypočte celkový výkon:

 

P = ( N x 1,65 + Ur  + Ud) x Inab * 1,25

 

N  - > maximální požadovaný počet článků

1,65 V - > napětí jednoho plně nabitého článku při nabíjení

Ur = 1,23 V   -> úbytek na snímacím odporu

Ud = 0,3 V  - > úbytek napětí na ochranné diodě

Inab  - > nabíjecí proud

1,25  - > protože účinnost je 75 %, potřebujeme o 25 % vyšší výkon, než je požadovaný

 

Ještě dodatek, malé transformátory dodají tak 60 % jmenovitého příkonu, jinak příliš klesá napětí a hřejí se. Z transformátoru 3 W je tedy dobré odebírat do 2 W. V daném zapojení je to pro 10 článků 2,3 W, což je docela dost, nicméně používám maximálně šest článků najednou, takže transformátor v pohodě stačí.

Realizace

Dané zapojení bylo realizováno na malinkaté desce plošného spoje, viz fotografie a osazení. Nečekejte ode mě podrobný popis, schéma je jasné, pokud dodržíte rozměr desky, k jejímu osazení stačí fotografie.

Schéma zapojení

 

Seznam součástek

 

Polovodiče
1x LM2574N-ADJ
2x Schotky 1N5819
1x Tranzistor  univerzální NPN BC 547
1x LED dioda
1x Usměrňovací můstek DIP6 pouzdro
Odpory (miniaturní)
1x 12 ohmů
1x 3k3
2x 10k
Kondenzátory
1x 220 uF / 35 V, elektrolytický 
1x 100 uF / 35 V, elektrolytický
Tlumivky
1x Axiální tlumivka 330 uH (max. 500 mA)
Ostatní součástky
1x Transformátor do DPS 3 W / 12 - 15 V
1x Pojistka polovodičová 50 mA (nemusí být, transformátory jsou odolné proti zkratu)
1x Adaptérová krabička U-KM47

 

 Poznámky

!!! Dané zapojení je přímo spojeno se sítí - dbejte bezpečnostních opatření !!!

 

Variantní zapojení s MC34063 (pouze schéma)

Protože se často v šuplících amatérů nacházejí starší a dodnes v pohodě dostupné obvody MC34063, které rovněž poskytují maximální proud 500 mA, je možné s nepatrně více součástkami udělat zapojení s totožnými parametry. Stejný je i výpočet, schéma naleznete dále, plošný spoj si musíte navrhnout sami.

 

 

 


Home