Зарядное устройство для щелочных батареек
Успешно разработано и протестировано по методике
"Reverse Pulse Method" (Метод обратного пульсирующего тока)
Заряжайте щелочные батарейки многократно на более чем, 80 % их ëмкости!
Вернуться на главную страницу
Вопрос можно ли заряжать щелочные батарейки возник много лет назад. По-видимому, первый документ на эту тему (исключая, пожалуй, документ LC965 Бюро стандартов США), был создан в начале70-х годов бывшей французской компанией "Les Piles Wonder"
В это время батарейки MnO2 были внове и их возможности ещë не были изучены. В своëм отчëте компания "Les Piles Wonder" доказала возможность вторичной зарядки щелочных батареек MnO2, опубликовав необходимые требования для перезарядки немного разряженных батареек (точнее говоря, когда напряжение холостого хода достигает 1.25V).
В данном документе была опубликована электрическая схема созданная для подачи постоянного тока на батарейку до уровня напряжения холостого хода 1.7V. (Транзисторы, использованные в схеме невозможно найти, им должно быть уже больше 40 лет) Таким образом, было доказано, что щелочные батарейки MnO2 могут быть перезаряжены, но с определëнными ограничениями: невозвратные химические реакции происходят когда напряжение опускается ниже 1.25V, что препятствуют надëжной перезарядке.
Также упоминалось что, использование быстрой зарядки сильным постоянным током без перерывов может спровоцировать появление излишних газов в замкнутом контейнере и привезти к взрыву.
"Reverse Pulse Method" (Метод обратного пульсирующего тока) и патент
Метод позволяющий радикально восстановить ëмкость даже сильно разряженных батареек был предложен Робертом Фельдштейном и Пельханом Манор и запатентирован в Нью-Йорке (No 5,291,116) 1-ого марта 1994 года. Этот документ подробно описывает возникающие при зарядке щелочных батареек трудности, так же как и их решения. Аппарат, что я предлагаю, использует тот же принцип.
Концепция и схема
Кликните, чтобы увеличить изображение
Принципильная схема
Часть аппарата, производящая импульсы и контролирующая их воздействие сделана на основе микроконтроллера Microchip PIC16F84, одного из самых известных в мире любителей электроники микроконтроллеров. Исходный текст программы также как и HEX file можно скачать и изменить для любого PIC16FXX микроконтроллера. Предлагаемый аппарат может заряжать одновременно и независимо две 1.5 V батарейки. Также, стоит отметить:
- Две разрядные цепи запускаются портами RB2 и RB3
- Две зарядные цепи запускаются портами RB4 и RB5 (активные при низком уровне напряжения)
- Два входа для компараторов контролирующих поступаемое во время процесса напряжение находятся в портах RA3 и RA4
- Два нагрузочных резистора, которые проверяют наличие разряженной батарейки в момент старта, находятся на портах RB0 и RB1
(Отсутствие батарейки воспринимается как заряженная батарейка и процесс зарядки не начинается)
- Два цветодиода ? индикатора демонстрируют, что зарядка в процессе действия
- Одна кнопка старта на порте RA2
Оба транзистора BD137 используются для ограничения возможного максимального напряжения создаваемого текущим источником тока.
Встроенное ПО работает следующим образом:
- Зарядный импульс широтой 6ms
- Разрядный импульс широтой 2ms
- Пауза и проверка занимает от 1.5ms до 2ms
- Длинный разрядный импульс занимает 1 секунду и повторяется каждую минуту.
Как настроить и проверить
Для начала лучше настроить схему без встроенного микроконтроллера. Сначала установите 1К потенциометр как обозначено на схеме. Затем присоединить сопротивление RL (10 Ом желательно) вместо каждой из батареек, с тем, чтобы было просто замерять текущий источник тока при напряжении меньше 1.5V. Порты RB4 и RB5 следует присоединить к заземлению и установить оба 100 Ом потенциометра для достижения напряжение RLx0.07A на каждой нагрузке (или RLx0.12A для батареек крупнее чем тип АА). Наконец, нужно настроить показатели компаратора. Поверните 10К потенциометр до уровне 1.65V на вводе компаратора.
Устройство готово к подключению микроконтроллера!
При использовании устройства просто вставьте одну или две батарейки и нажмите кнопку START. Соответствующие индикаторы загорятся. Аппарат отключится, когда зарядки закончится. Заметьте, что время зарядки для батареек типа АА на 1.2 V составляет 17 часов. Оно может достигать 24 часов для полностью разряженных батареек АА (около 0.8 V). Если зарядный импульс увеличить вдвое, время зарядки сократиться в два раза. Зарядка будет столь же эффективной, но небезопастной.
Замечание: Удаление батареек во время зарядки не повлечëт отключение индикаторов, для этого нужно нажать кнопку START ещë раз.
Возможные замены
Если вам не удалось найти упомянутые компоненты, вы можете найти им замену с учëтом следующих параметров:
- BC337 и BC327: Icmax > 50mA, Hfe > 60, быстродействующие транзисторы не рекомендуются
- BD137: Icmax > 500mA, Hfe > 60, мощность 0.8W (без теплоотвода)
- Все диоды, кроме диодов электропитания: 1N4148 или любой кремниевый диод
- Диод электропитания: 1N400X или любой выпрямительный диод выдерживающий IF = 220mA
Заметьте, что напряжение 5V постоянного источника питания необходимо для правильной работы устройства потому, что это используется повсюду в схеме как показатель.
Хотели бы вы познакомиться с другими подобными устройствами?
Вернуться на главную страницу
Сайт создан в системе
uCoz