Сосед обратился с просьбой отремонтировать зарядное устройство для литиевого аккумулятора. После переполюсовки зарядное полностью перестало реагировать на сеть и аккумулятор. Так как тема использования аккумуляторов типоразмера 18650 для меня имеет в последнее время прикладной характер, решил соседу помочь.
Зарядное для аккумуляторов 18650
Со слов соседа, алгоритм работы устройства таков: при подключенном аккумуляторе и поданном сетевом напряжении загорается красный светодиод и горит до тех пор, пока аккумулятор не зарядится, после чего загорается зеленый светодиод. Без установленного аккумулятора и поданном сетевом напряжении, светится зеленый светодиод.
Судя по этикетке, заряд током 450 mA осуществляется в щадящем режиме, но как оказалось после вскрытия это вариант эконом)). Схема зарядки состоит из двух узлов: преобразователя сетевого напряжения на одном транзисторе MJE 13001 и контроллера уровня заряда.
Разборка зарядного от Li-Ion 18650
Схема зарядного для АКБ
Преобразователь на одном MJE 13001 часто встречается в дешевых зарядках для телефонов, а так же в зарядках типа «лягушка». Рисовать ее не стал – просто посмотрел в интернете похожую схему. Плюс, минус один резистор/конденсатор большой роли не играют. Схема типовая.
Тестером прозвонил диоды, стабилитрон и транзистор, убедился в их целостности. Решил проверить резисторы и попал в точку! Оказался оборванным резистор R1 – 510 кОм (на вышеприведенной схеме это резистор R3), подтягивающий напряжение питания к базе транзистора. В наличии такого не нашлось, взамен его был установлен резистор на 560 кОм.
После замены резистора зарядка завелась.
Зарядное заработало – светодиод светится
Ради интереса заглянул в даташит контроллера заряда аккумулятора. Им является микросхема HT3582DA.
Так же часто встречается ее клон СТ3582.
Схема включения HT3582DA
Как выяснилось, допускаются два варианта включения микросхемы: 5-й вывод замыкается либо с 8-м либо с 6-м выводом. В моем случае были замкнуты 5-й и 6-й. Как видим, производитель заявляет максимум 300 мА. Так что, на этикетке зарядки выражен большой оптимизм в 450 мА))). Но самое интересное ждало впереди. Проверка мультиметром напряжения на выходе зарядного показала его обратную полярность.
Напряжение на выходе ЗУ
Как оказалось, сначала нужно вставить аккумулятор для определения контроллером полярности, а потом включать в сеть. В даташите говорится о автоматическом определении полярности батареи. Кроме того, контроллер легко выдерживает короткое замыкание на выходе.
При КЗ заряд отключается
Для проверки результатов ремонта вставил аккумулятор и включил зарядное в сеть. Через какое то время заметил, что красный светодиод не светится, а значит снова что то не работает. Ни какого криминала при вскрытии выявлено не было, все доступные проверке тестером элементы в порядке. Начал подумывать на контроллер, но решил перед началом поисков его в магазинах проверить конденсаторы. В наличии имеется тестер полупроводниковых приборов Т4. С его помощью были проверены электролиты, а затем и керамические конденсаторы. И вот они то меня сильно и удивили. Оба конденсатора на 0,1 мкф показали следующее:
Тестер полупроводниковых приборов Т4 меряет конденсаторы
Конденсатор 472 пФ почему то оказался аж 8199 пФ. Поскольку такого в закромах не нашлось, пришлось слепить из двух близкое значение. Конденсаторы на 0,1 мкф заменил на исправные с предварительной проверкой параметров.
После произведенных манипуляций зарядное заработало должным образом. Сосед счастлив и распространяет информацию о моих магических способностях). Автор материала – Кондратьев Николай, Г. Донецк.
Каждый автолюбитель знает, что аккумулятор прослужит долго, если его периодически подзаряжать специальным устройством. Продаётся много зарядных устройств, но стоят они достаточно дорого.
Без всякого сомнения, такое устройство легко собрать своими руками. Для этого, прежде всего, надо правильно выбрать и изготовить блок управления. Рассмотрим подробнее.
О зарядном устройстве
Типовое зарядное устройство состоит из блоков питания и управления.
В одном из зарубежных технических журналов была размещена простая схема блока стабилизации и управления на четырёх транзисторах.
Питание на схему подаётся с выпрямителя. После его стабилизации есть возможность регулировать выходной ток переменным резистором R5, а напряжение резистором R6.
В таком устройстве целый ряд недостатков:
• на транзисторе V4 повышенное выделение тепла;
• нет защиты от короткого замыкания;
• для аккумуляторной батареи нет защиты от неправильной полярности;
• нет защиты от перегрузок.
Оправдано использование устройства, как стабилизатора напряжения, для лабораторных целей, или для питания различных приборов постоянного тока. Чтобы его использовать для управления зарядкой аккумуляторов, необходимо внести в схему ряд дополнений.
Доработанная схема управления
Прежде всего, если устройство предназначено для обеспечения зарядки аккумуляторных батарей, то ему не требуется высокая стабилизация выходного напряжения.
Главное — это наличие функций защиты и возможности регулировок зарядного тока и напряжения.
Эти качества полностью соблюдены в следующей схеме:
При выборе схемы надо знать её особенности:
1. Важным условием устойчивой работы является правильный выбор транзисторов.
По сравнению с исходной схемой, изменена марка силового транзистора V4.
Устанавливается биполярный транзистор 2SC5200 с коллекторным током 15 А, а также дополнительно к основному параллельно подключается ещё один силовой транзистор.
В усилителе тока силового транзистора используется комплементарная пара среднечастотных биполярных транзисторов BD139 и BD140, которые характеризуются сходными параметрами, но разными типами проводимости.
В релейной защите также используются полупроводники BD139 и BD140.
Указанные транзисторы, зарубежного производства. Не составляет большого труда найти отечественные аналоги, которые обеспечат устойчивую работу собранного устройства.
2. Для ручной регулировки тока заряда аккумулятора устанавливается переменный резистор 470R.
С помощью этой регулировки можно установить величину тока от 50 мА до 12 А. Правда, при высоких значениях тока значительно увеличивается тепловое воздействие на составные элементы.
3. Схема рассчитана для работы от выпрямителя с выходным напряжением до 35 В. Требуемое на её выходе напряжение, устанавливается переменным резистором 5R.
Для зарядки аккумулятора вполне достаточно 18 В.
4. Величина тока релейной защиты выбирается вручную. Роль датчиков выполняют параллельные резисторы 0,39R мощностью 5 Вт.
Для управления защитой предусмотрена кнопка, которая первоначально находится в замкнутом состоянии. В случае срабатывания защиты, кнопку размыкают, а затем возвращают в исходное состояние.
При использовании устройства для зарядки аккумуляторов, устанавливается реле защиты на 12 В с допустимым током 20 А.
5. Два индикатора на светодиодах показывают текущее состояние блока управления.
6. Вся элементная база монтируется на печатной плате размерами
70 Х 50 мм.
О различных технологиях изготовления в домашних условиях печатных плат можно узнать в интернете.
Схема такого блока питания давным-давно была опубликована на одном буржуйском радио журнале. В первые собрал и опробовал ее несколько лет тому назад. С тех пор блок управления был многократно повторен, ввел некоторые изменения добавил защиту, стабилизацию и использовал как лабораторный блок питания, но сегодня рассмотрим исходную схему и узел защиты, который позднее был доработан.
Исходная схема 
Схема с небольшими изменениям 
Поскольку данный вариант будет работать в качестве зарядного устройства, то высокая стабилизация не так уж и актуальна, а сама схема из себя представляет регулятор тока и напряжения. В основу работы углубляться не буду, поскольку в русскоязычных архивах она встречается довольно часто, с подробным описанием.
Печатную плату к сожалению предоставить не могу, она была утрачена из-за поломки ЖД.
Несколько слов о компонентов схемы.
Чтобы не мучиться с подбором транзисторов, советую все маломощные (в том числе и в схеме защиты) заменить на
NPN-BD139
PNP-BD140
К стати в отличии от исходной схемы у нас добавлен еще один силовой транзистор, который подключен параллельно первому, ну и разумеется о выравнивающих резисторах не забываем.
На счет выравнивающих резисторов – в моем варианте 0,1Ом 5 ватт, китайские, самые обычные.
Силовые транзисторы стоят хорошие (как право их применяют в выходных каскадах УМЗЧ) 2sc5198, но в принципе сюда подойдут 2N3055, КТ819 (желательно в металле), КТ803, КТ805 (тоже желательно в металле) и т.п.
За счет параллельно установленных ключей выкачивал с этого блока 12 Ампер тока, но не забываем об одном – это линейная схема и при таких токах выделяется колоссальное тепло, поэтому ключам нужно хорошее охлаждение, плюс еще и кулер, если собираетесь мучить блок на больших токах.
К стати – важная особенность этого блока – функция ограничения тока, т.е можно выставить любой ток заряда вручную (в пределах разумного) вращением переменника 470R.
На вход схемы можно подавать до 35 Вольт (можно и больше, с небольшим пересчетом некоторых компонентов), на выходе получаем 0,8-32 с возможностью регулировки, хотя для зарядки автомобильных АКБ достаточно напряжения 15-18 Вольт. Ток можно регулировать от 50мА до максимума .
Защита релейная, ток срабатывания тоже можно выставить (от 1 А). Работает по принципу обычной защелки, в качестве датчика тока входной шунт в лице параллельно соединенных резисторов 0,39R 5W. Кнопка , которая имеется в схеме защиты изначально должна быть в замкнутом состоянии. Когда блок ушел в защиту, то кнопку на короткое время размыкают, затем снова замыкают, этим снимая БП с защиты.
В случае внедрения данной схемы под зарядное устройство для автомобильных АКБ, реле нужно взять на 12 Вольт с током 20 Ампер , ток в целом зависит от параметров вашего ЗУ.
Простая и очень надежная в работе схема, которую крайне, крайне трудно спалить.
Автор; АКА Касьян.