Портативное зарядное устройство своими руками
Портативное зарядное устройство своими руками
В этой статье описана конструкция самодельного портативного зарядного устройства, предназначенного для питания или заряда аккумуляторов плееров, мобильных телефонов и смартфонов, совместимых с интерфейсом USB.
Отличие этого блока питания от себе подобных в том, что он сам управляет своим включением и отключением, как в режиме заряда собственных аккумуляторов, так и в режиме отдачи энергии.
Самые интересные ролики на Youtube
Близкие темы
Где взять мощные недорогие аккумуляторы или как разобрать батарею от ноутбука?
Пролог
На идею постройки этой конструкции меня натолкнул полёт в самолёте Airbus A380, в котором под подлокотником каждого кресла имеется разъём USB, предназначенный для питания USB-совместимых устройств. Но, такая роскошь есть не во всех самолётах, а уж тем более её не найти в поездах и автобусах. А я уже давно мечтаю пересмотреть от начала до конца сериал «Друзья». Так почему бы не убить сразу двух зайцев – посмотреть сериал и скрасить время в пути.
Дополнительным стимулом к постройке данного девайса стало открытие залежей мощных литий-ионными аккумуляторов.
Техническое задание
Портативое Зарядное Устройство (ЗУ) должно обеспечить следующие возможности.
- Время работы в автономном режиме под номинальной нагрузкой, не менее – 10 часов. Литий-ионные аккумуляторы большой ёмкости, как нельзя лучше подходят для этого.
- Автоматическое включение и отключение ЗУ в зависимости от наличия нагрузки.
- Автоматическое отключение ЗУ при критическом разряде аккумулятора.
- Возможность принудительного включения ЗУ при критическом разряде аккумулятора, в случае необходимости. Я полагаю, что в дороге может сложиться такая ситуация, когда аккумулятор портативного ЗУ уже разряжен до критического уровня, но необходимо подзарядить телефон для экстренного звонка. В этом случае, нужно предусмотреть кнопку «Экстренного включения», чтобы использовать всё ещё имеющуюся в аккумуляторе энергию.
- Возможность заряда аккумуляторов портативного ЗУ от сетевого зарядного устройства с интерфейсом Mini USB. Так как зарядное устройство от телефона всё равно всегда берут с собой в дорогу, то можно его использовать и для заряда аккумуляторов портативного БП перед обратной дорогой.
- Одновременный заряд аккумуляторов ЗУ и подзарядка мобильного телефона от одного и того же сетевого зарядного устройства. Так как сетевое зарядное устройство от мобильного телефона не может обеспечить достаточный ток для быстрого заряда аккумулятора портативного ЗУ, то заряд может растянуться на сутки и более. Поэтому, должна быть возможность подключить телефон на заряд прямо во время заряда батареи портативного БП.
Исходя из этого технического задания, было построено портативное ЗУ на литий-ионных аккумуляторах.
Блок схема
Портативное ЗУ состоит из следующих узлов.
- Преобразователь 5 → 14 Вольт.
- Компаратор, отключающий преобразователь заряда при достижении напряжения на батарее литий-ионных аккумуляторов 12,8 Вольт.
- Индикатор заряда – светодиод.
- Преобразователь 12,6 → 5 Вольт.
- Компаратор 7,5 Вольт, отключающий ЗУ при глубоком разряде батареи.
- Таймер, определяющий время работы преобразователя при критическом разряде батареи.
- Индикатор работы преобразователя 12,6 → 5 Вольт – светодиод.
Импульсный преобразователь напряжения MC34063
Долго выбирать драйвер для преобразователя напряжения не пришлось, так как выбирать то было особенно не из чего. На местном радиорынке по разумной цене (0,4$) я нашёл только популярную микросхему MC34063. Сразу купил парочку, чтобы выяснить, возможно ли как-либо принудительно отключить преобразователь, так как в даташите на данный чип такая функция не предусмотрена. Оказалось, что сделать это возможно, если подать на вывод 3, предназначенный для подключения частотозадающей цепи, напряжение питания.
На картинке типовая схема понижающего импульсного преобразователя. Красным отмечена цепь принудительного отключения, которая может понадобиться для автоматизации.
В принципе, собрав такую схему, уже можно запитать телефон или плеер, если, например, питание будет осуществляться от обычных элементов питания (батареек).
Я не буду подробно описывать работу этой микросхемы, но из «Дополнительных материалов» вы можете скачать и подробное описание на русском языке, и небольшую портативную программу для быстрого расчёта элементов повышающего или понижающего преобразователя, собранного на этой микросхеме.
Узлы управления зарядом и разрядом литий-ионной батареи
При использовании литий-ионных батарей, желательно ограничивать их разряд и заряд. Я для этой целей использовал компараторы на основе копеечных микросхем КМОП. Микросхемы эти крайне экономичны, так как работают на микротоках. На входе у них стоят полевые транзисторы с изолированным затвором, что даёт возможность применить микротоковый же Источник Опорного Напряжения (ИОН). Где взять такой источник я не знаю, поэтому воспользовался тем обстоятельством, что в режиме микротоков, напряжение стабилизации обычных стабилитронов снижается. Это позволяет управлять напряжением стабилизации в некоторых пределах. Так как это не задокументированное включение стабилитрона, то, возможно, для обеспечения определённого тока стабилизации, стабилитрон придётся подобрать.
Чтобы обеспечить ток стабилизации, скажем, 10-20 мкА, сопротивление балласта должно быть в районе 1-2 МОм. Но, при подгонке напряжения стабилизации, сопротивления балластного резистора может оказаться, либо слишком маленьким (несколько килоом), либо слишком большим (десятки мегаом). Вот тогда придётся подобрать не только сопротивление балластного резистора, но и экземпляр стабилитрона.
Переключение цифровой КМОП микросхемы происходит тогда, когда уровень входного сигнала достигает половины напряжения питания. Поэтому, если запитать ИОН и микросхему от источника, напряжение которого требуется измерить, то на выходе схемы можно получить сигнал управления. Ну, а этот самый сигнал управления и можно подать на третий вывод микросхемы MC34063.
На чертеже изображена схема компаратора на двух элементах микросхемы К561ЛА7.
Резистор R1 определяет величину опорного напряжения, а резисторы R2 и R3 гистерезис компаратора.
Узел включения и идентификации зарядного устройства
Чтобы телефон или плеер начал заряжаться от разъёма USB, ему нужно дать понять, что это разъём USB, а не какой-то суррогат. Для этого можно подать на контакт «-D» положительный потенциал. Во всяком случае, для Blackberry и iPod-а этого достаточно. Но, моё фирменное зарядное устройство подаёт положительный потенциал ещё и на контакт «+D», поэтому я поступил точно так же.
Другое назначение этого узла – управление включением и выключением преобразователя 12,6 → 5 Вольт при подключении нагрузки. Эту функцию выполняют транзисторы VT2 и VT3.
В конструкции портативного ЗУ предусмотрен и механический выключатель питания, но его назначение скорее соответствует "выключателю массы" АКБ в автомобиле.
Электрическая схема портативного блока питания
На рисунке представлена схема мобильного блока питания.
C1, C3 = 1000µF
C2, C6, C10, C11, C13 = 0,1µF
C4, C5 = 680pF
C7 = 3000µF
C8 = 10nF
C14 = 20µF (танталовый)
IC1, IC2 – MC34063
| DD1 = К176ЛА7 | R3, R12 = 1k | R27 = 44M |
| DD2 = К561ЛЕ5 | R4, R7 = 300k | R28 = 3k |
| FU = 1A | R5 = 30k | VD1, VD2 = 1N5819 |
| HL1 = Green | R6 = 0,2Ом | VD3, VD6 = КД510А |
| HL2 = Red | R8, R15, R23, R29 = 100k | VT1, VT2, VT3 = КТ3107 |
| L1 = 50mkH | R10, R11, R13, R26 = 1М | VT4 = КТ3102 |
| L2 = 100mkH | R16, R24 = 22М | Подбираются |
| R0, R21 = 10k | R17, R19, R25 = 15k | R14* = 2М |
| R1 = 180Ом | R18 = 5,1М | R22* = 510k |
| R2 = 0,3Ом | R20 = 680Ом | VD4*, VD5* = КС168А |
Назначение узлов схемы.
IC1 – повышающий преобразователь напряжения 5 → 14 Вольт, который служит для заряда встроенной аккумуляторной батареи. Преобразователь ограничивает входной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD1.1, DD1.2 – компаратор заряда батареи. Прерывает заряд по достижению 12,8 Вольт на батарее.
DD1.3, DD1.4 – генератор индикации. Заставляет мигать светодиод во время заряда. Индикация сделана по аналогии с зарядными устройствами Nikon. Пока идёт заряд, светодиод мигает. Заряд окончен – светодиод горит постоянно.
IC2 – понижающий преобразователь 12,6 → 5 Вольт. Ограничивает выходной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD2.1, DD2.2 – компаратор разряда батареи. Прерывает разряд батареи при снижении напряжения до 7,5 Вольт.
DD2.3, DD2.4 – таймер экстренного включения преобразователя. Включает преобразователь на 12 минут, даже если напряжение на батарее упало до 7,5 Вольт.
Тут может возникнуть вопрос, почему выбрано такое низкое пороговое напряжение, если некоторые производители не рекомендуют допускать его снижение ниже 3,0 и даже 3,2 Вольта на банке?
Я рассуждал так. Путешествия случаются не так часто, как этого бы хотелось, поэтому батарее вряд ли придётся пережить много циклов заряда-разряда. Между тем, в некоторых источниках, описывающих работу литий-ионных батарей, напряжение 2,5 Вольта как раз называют критическим.
Но, Вы можете ограничить предельный разряд более высоким уровнем напряжения, если предполагается часто использовать подобное зарядное устройство.
Конструкция и детали
Выражаю благодарность Сергею Соколову за помощь в поиске компонентов конструкции!
Печатные платы (ПП) изготовлены из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1мм. Размеры ПП выбраны исходя из размеров приобретённого корпуса.
Все элементы схемы, кроме аккумуляторной батареи, размещены на двух печатных платах. Причём на меньшей расположен только разъём Mini USB для подключения внешнего зарядного устройства.
Узлы БП были помещены в стандартный полистироловый корпус Z-34. Это самая дорогая деталь конструкции, за которую пришлось выложить 2,5$.
Выключатель питания поз.2 и кнопка принудительного включения поз.3 спрятаны заподлицо с внешней поверхностью корпуса, во избежание случайного нажатия.
Разъём Mini USB выведен на заднюю стенку корпуса, а разъём USB поз. 4 вместе с индикаторами поз. 5 и поз.6 на переднюю.
Размер печатных плат рассчитан так, чтобы зафиксировать аккумуляторы в корпусе портативного БП. Между аккумуляторами и другими элементами конструкции вставлена прокладка из электрокартона толщиной 0,5мм, согнутая в виде коробки.
This movie requires Flash Player 9
|
||
А это портативный БП в собранном виде. Потяните изображение мышкой, чтобы рассмотреть БП с разных сторон.
Настройка
Настройка портативного зарядного устройства свелась к подбору экземпляров стабилитронов и сопротивлений балластных резисторов для каждого из двух компараторов.
Как подогнать резисторы с высокой точностью описано здесь.
Как это работает? Видеоиллюстрация.
В трёхминутном видеоролике показано, как работает эта самоделка и что находится внутри. Формат видео – Full HD.
Дополнительные материалы
- Четёж печатной платы поратативного заряжного устройства в формате Sprint Layout (50КБ).
- Последнюю версию поративной программы с русскоязычным интрефейсом Sprint Layout можно скачать отсюда.
- О том, как современные девайсы распознают зарядные устройства.
Скачать даташит на микросхему MC34063 и её аналог КР1156ЕУ5 на русском языке (50КБ).
Скачать портативную программу для расчёта параметров преобразователя MC34063 (60КБ).
Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за замечательную статью, очень полезное устройство!
Больше всего понравилась флэш-картинка, где можно крутить изображение — вешчь!
Террария, поздравляю с новым сайтом! Прям, как горячие пирожки! Если в процессе заполнения наткнёшься на портативные игры, типа, гонок на любых видах транспорта, дай знать. Мне для ребёнка нужно.
Да, пришлось строить целую конструкцию, которая позволила бы автоматизировать процесс обтравки 72-х изображений на автомате в Photoshop-е. Собственно обтравка и была основным препятствием для автоматизации процесс получения VR object-а. Теперь смогу все свои самоделки заставлять крутиться. Как-нибудь опишу эту технологию, если кто-нибудь проявит интерес.
А на очереди ИК фотосинхронизация. Уже обещал два раза, но не было ПП. А сейчас вытравил несколько ПП вместе с платой для зарядки и даже процесс снял на видео. Вот здесь в конце статьи.
Устройство импульсное, в самолете. . .
Александр, только во время взлёта и посадки нельзя ничего включать. Во время полёта включай всё, что угодно, даже компьютер. В современных самолётах даже индивидуальная сеть Ethernet есть у каждого пассажира.
а можно файл печатной платы выложить
Сергей, можно, конечно. Добавил.
Файл ПП можно открыть в портативной (не требует инсталляции) программе Sprint Layout, которая тоже есть в «Дополнительных материалах». Просто я думал, что тому, кто захочет повторить эту самоделку, всё равно придётся рисовать новую ПП под имеющиеся в наличии радиодетали и корпус.
здравствуйте
на сколько я знаю при последовательном соединении li-ion аккумуляторов необходима схема
их балансировки, она уравнивает заряд каждого элемента.
а так очень даже классно получилось, по крайней мере я ничего подобного в сети не видел
будет время соберу такую штуку, тоже имеются элементы от ноутбучных батарей
Максим, да по-хорошему, такая схема нужна для любых аккумуляторов, соединённых последовательно. Помниться, у меня был фонарик на трёх никель-кадмиевых аккумуляторах-таблетках, так чтобы продлить их срок службы, я встроил в фонарь небольшой переключатель, чтобы при заряде соединять аккумуляторы параллельно. Но, в данном случае, думаю, это не столь принципиально. Ток, отдаваемый ноутбучными аккумуляторами, по сравнению с их штатным режимом работы в ноутбуке, невелик, да и вряд-ли это устройство пройдёт много циклов заряда-разряда, если, конечно, Вы не Конюхов, который всю жизнь только путешествует.
Кстати, при всех моих стараниях, из 230 серий «Друзей» мне пока удалось посмотреть только около 40.
Юрий, интересно узнать какая температурная стабильность у Ваших КМОП компараторов?
По идее должна быть не очень…
Serggio, а что КМОП, он пополам делит. А вот стабилитрон, конечно может поплыть. Но, в процессе настройки и тестирования, особых поползновений я не заметил, а в слишком большой точности я не нуждался. Это ж не эталонный БП.
Один цикл заряда-разряда в пути БП прошёл успешно. Часов десять гонял, а когда прибыл на место, зарядил снова. Единственное, что грелось, так это телефон.
Не вполне согласен, Юрий. Пополам — это очень приблизительно, по справочнику, если не ошибаюсь, от 1/3 до 2/3 Uпит. Но в данном случае важно не это — температурный дрейф порогового напряжения КМОП элемента должен быть побольше, чем у стабилитрона. По крайней мере, пороговое напряжение полевого транзистора, при изменении температуры, меняется довольно прилично.
Я почему вопрос задал — идея использовать КМОП элемент как дешевый микромощный компаратор мне очень понравилась, вот только сомневаюсь в их температурной стабильности.
Serggio, а что мешает просто попробовать и выяснить, устроит вас величина дрейфа или нет… Я сейчас слишком далеко от свой «мастерской», чтобы поставить такой эксперимент.
Да, Юрий, такой эксперимент я себе уже запланировал
Но попозже.
Микросхемой 34063 можно управлять через 5 ногу — вход встроенного компаратора.
КТ315Б, согласен. Не сообразил. Для этого ничего и переделывать не нужно. Достаточно перекинуть провод с 3-ей ножки на 5-ую. Правда, от этого ничего не изменится.
классное зарядное, но у мя вопрос, зачем было делать 3 последовательно банки? а можно 1 использовать, какая от этого разница? c 3.7 делаем 5В и все, или я чето не допонял
MacTep, спасибо!
Одной банки мне бы не хватило. В режиме декодирования H264-го формата требуется много энергии. А я строил устройство для использования в течение почти 24-х часового пребывания в пути. Спать в самолёте я не могу, поэтому устройство должно было работать в режиме максимальной нагрузки, как минимум 10-15 часов.
Параллельное включение банок сильно снизило бы КПД устройства. Ведь, чем больше ток, тем больше потери на ключевом элементе импульсного преобразователя, ведь в расчёт идёт не выходной ток, а входной. Полевые ключи и низким сопротивлением канала у нас слишком дороги, да и схема бы усложнилась. Так что, последовательное включение банок позволило использовать самые дешёвые микросхемы без внешних ключей.
Не могли бы Вы мне помочь разобраться как это все пересчитать для 1 банки.
что то у мя прога преобразователя MC34063 какую то ошибку пишет, что то типа превышения тока.. а я хочу на выходе получить 5В и не меньше 0,8А.
MacTep, не получится. Программа правильная. Вам нужно внешний ключ цеплять. Вот здесь ссылка не даташит со схемами умощнения выхода.
спс, буду разбераться
схемку я нашел, но как рассчитать номиналы элементов не понял.
и как у Вас Ограничивает выходной ток на уровне 0,7 Ампера без транзистора
MacTep, у меня в схеме ограничение тока задаётся номиналами резисторов R1 и R6. При использовании дополнительного ключа, номинал можно уменьшить и ток начнёт ограничиваться на более высоком уровне.
Здравствуйте. Я новичок в микросхамах. поэтому не взыщите за вопрос. Резисторы какой мощности вы использовали и номинальное напряжение для конденсаторов С1, С3, С7,С14?
GERMAN писал:
Вам нужен «понижающий DC-DC» или, иначе говоря, импульсный понижающий преобразователь постоянного напряжения. В качестве драйвера можно использовать копеечную микросхему, описание, которой есть в статье. Для усиления выхода можно применить униполярный (полевой ключ).
повторюсь,у меня зарядное устройство от Блякберри,в мини разъеме впаяна деталь толи резистор,толи конд.но беда втом что я потерял эту детальку,подобрать пробовал но акумулятор не заряжается,подскажите как выйти из положения.
Дрбрый день! Собрал USB устройство по Вашей схеме. У меня вопрос, т.к. при указанных номиналах повышающий преобразователь выдает только 9,6 вольта. Калькулятор расчета выдает другие номиналы резисторов и выходной конденсатор по даташиту подключен плюсом на массу. С номиналами и полярностью на Вашей схеме все верно?
Александр, да ошибки при публикации бывают, но я проверил, здесь номиналы делителей выбраны верно. Их значения выбраны большими, чем рекомендует программа. Это сделано, чтобы снизить лишние потери. Входное сопротивление компаратора, находящегося в микросхеме высоко, поэтому сопротивление делителя можно значительно увеличить.
Рассчитать плечи делителя тоже просто. Компаратор срабатывает тогда, когда напряжение, поступающее с делителя, превышает напряжение внутреннего источника опорного напряжения, которое равно 1,25 Вольт.
Например, если вам нужно получить 5 Вольт и R8 было выбрано 100кОм, то R7 будет равно:
R7 = 100 * 5 / 1,25 — 100 = 300 (кОм)
Про полярность конденсаторов не понял. Укажите номер конденсатора в схеме и ссылку на даташит, о котором идёт речь.
У меня номиналы Ваши, но на батарею идет только 9,6 вольт, что лучше изменить? Скоро в поездку, особо разбираться некогда, а что-либо спалить не хочется. По поводу конденсатора, я так понимаю что С3 в схеме — это в яндексе -\ калькулятор DC-DC MC34063/. Может уменьшить R2?
Александр, если вы измеряете выходное напряжение при подключённой батарее, то, естественно, вы будете измерять напряжение батареи. Если отключить батарею и удалить резистор R3, то напряжение на выходе повышающего преобразователя должно быть равно:
Uвых. = (R4 + R5) * 1,25 / R5
Uвых. = (300 + 30) * 1,25 / 30 = 13,75 (Вольт)
Как видите, это напряжение чуть больше, чем предельные 12,6 Вольта для трёх литий-ионных банок. Оно выбрано таким для того, чтобы увеличить ток в конце заряда и таким образом сократить время заряда. Ток в начале заряда батареи ограничивается с помощью резистора R2. Напряжение в конце заряда ограничивается компараторов на DD1.1, DD1.2.
P.S. Я выбрал напряжение срабатывания компаратора 12,8 Вольт, чтобы после прекращения заряда, на батарее было напряжение 12,6 Вольта.
Проверил. При отключеной батарее и R3 напряжение преобразователя 13,2 вольта. При подключеной разряженой батарее зеленый светодиод мигает и загорается ровным светом при напряжении 9,9 вольт, при этом дальнейший заряд прекращается. Как поднять порог отключения?
Александр, всё у вас правильно работает. Просто нужно установить пороговое напряжение срабатывания компаратора заряда. Я описал этот процесс в разделе «Настройка». На низких токах (в разы ниже минимального), напряжение стабилизации стабилитронов растёт. Но, растёт оно в разных диапазонах, в зависимости от экземпляра. Я сначала подбирал экземпляр, а потом ток через него с помощью подстрочного резистора. В конце заменял резистор постоянным.
Конечно, можно использовать стабилитрон или пару стабилитронов, вкаченных последовательно в режиме номинального тока стабилизации, но это вызовет дополнительные потери энергии. А в мобильном устройстве их желательно снизить до минимума.
что-то не получается настроить. Какое напряжение должно быть на катоде VD4 при подключеной батарее?
Александр, КМОП микросхемы переключатся при достижении половины напряжения питания на входе, но у нас есть поправка на гистерезис, который мы создаём с помощью резисторов R16, R15, так что лучше настроить порог срабатывания для конкретного экземпляра микросхемы, так как у них тоже есть небольшой разброс. В поём случае, удалось подобрать стабилитрон из 4-5 экземпляров.
Втыкаете стабилитрон в панельку и подаёте на него 12,8 Вольта, если у вас три банки. Крутите движок подстроечника. Если не удаётся «захватить» 12,8 Вольт, меняете стабилитрон. Грубо выбрать стабилитрон можно, если параллельно ему включить вольтметр с 10 мегаомным входом. Но, при окончательной настройке, его нужно отключить, что бы он не вносил ошибку.
В конце концов, можно просто установить делитель напряжения вместо стабилитрона, но тогда придётся изменить наверное и параметры обратной связи, что в конечном итоге снизит точность работы компаратора.
а в чем выражается «захват» 12,8 вольт, где их мерять?
Александр, под «захватом» я имел в виду срабатывание компаратора, который подаёт команду на прекращения заряда батареи. Измерять напряжение нужно на верхнем по схеме конце R14, который идёт к шине питания микросхемы.
Но, вместо батареи, на время настройки, нужно включить БП с плавным управлением. Не будете же вы много раз заряжать и разряжать батарею, чтобы настроить схему.
При повышении напряжения источника, напряжение будет медленнее повышаться и на стабилитроне, но не так быстро, как на микросхеме. Это потому, что стабилитрон у нас работает на в диапазоне токов стабилизации. Если бы не это, то напряжение было бы почти неизменным, но по известной причине мы снизили ток стабилитрона.
Но, всё рано, равно или поздно, напряжение на стабилитроне окажется меньше половины напряжения питания (на самом деле скажется ещё и гистерезис схемы) и компаратор опрокинется. На выходе DD1.2 появится низкий уровень, который откроет VT1. А VT1, в свою очередь отправит 5 Вольт на вывод 3 IC1, что отключит преобразователь.
Б.П. с плавной регулировкой имеется. Как я понял нужно вместо батареи подключить 12,8 вольт, их же подать на катод стабилитрона vd4/вместо R14 впаиваю резистор на 500 ком и последовательно с ним подстроечник на 2-3 Мом и кручу до погасания зеленого светодиода. Так?
Александр, катод стабилитрона через резистор R15 подключен к 1 и 2 ножкам микросхемы.
Питание нужно падать туда же, куда потом будет подаваться питание от батареи. А именно: плюс к 14 ножке DD1 и к верхнему концу R14, минус к ножке 7 DD1 и аноду VD4.
Я вот тут попытался нарисовать схему подключения компаратора к питанию и отразил процесс переключения на диаграмме. Это должно помочь разобраться.
Насчёт светодиода. Я заложил привычный для себя алгоритм, который используется в чарджерах моих камер Nikon.
● Пока идёт заряд, светодиод мигает.
● Когда заряд завершён, светодиод горит постоянно.
● Если светодиод не горит, значит нет питания на «Mini USB».
спасибо теперь более-менее понятно, попробую, потом отпишусь. А второй стабилитрон как подбирать (если обьяснить на «пальцах»)? Подаю 7,5 вольт, кручу подстроечник, а где мерять?
Александр, компаратор отключения выходного преобразователя (12>5 Вольт) настраивается по аналогии с входным преобразователем (5>12 Вольт). Вы меняете напряжение с помощью лабораторного блока питания и добиваетесь опрокидывания компаратора при напряжении 7,5 Вольт. При этом, на 4-ой ноге DD2.2, ноль должен смениться на единицу. Во время настройки, убедитесь, что на 6-ой ноге DD2.2 с реле времени поступает низкий уровень. Иначе компаратор не сработает.
Можно список деталей в .txt с подробным описанием (Пример C1, C3 = 1000mF а сколько вольтаж то?)
Не судите строго собирать такое устройство буду в первый раз
Александр, максимальное напряжение, «гуляющее» внутри этой схемы, не превышает напряжения заряженных аккумуляторов. Предельно-допустимое напряжение конденсаторов должно быть выше. Ближайшее в «линейке», напряжение равно 16 Вольт. Значит, можно выбрать конденсаторы на 16 Вольт и выше. Естественно, что чем выше это напряжение, тем дороже обойдётся покупка конденсаторов, при одной и той же их ёмкости.
Добрый день! Продолжил дальше… В монтажке нашел ошибку — IC1 8 и 9 ноги соединены, ну и R17 надо перебросить дорожкой. Что-то не получается настроить первый компаратор, перепробовал уже с десяток стабилитронов. Выставил на БП 12.8 вольта, подал вместо аккумулятора, меняю стабилитроны, кручу резюк (впаял вместо R14, последовательно 500к и 2,2 Мом), а зеленый светодиод горит постоянно. Мигает только когда снимаю стабилитрон. Да и еще хотел спросить — красный светодиод горит постоянно?
Добрый день Александр!
В выложенном чертеже печатной платы я ошибок не нашёл. На всякий случай проверил позиции, о которых вы сообщили.
Я собрал схему источника опорного напряжения исходя из минимального токопотребления. В представленной выше схеме, стабилитроны VD4, VD5 работают в ненормированном режиме, поэтому и возникают проблемы с настройкой.
Намного проще выбрать стабилитрон D1 с заведомо большим напряжением стабилизации и установить через него ток с помощью резистора R1, соответствующий нижнему порогу стабилизации (по справочнику). Потом можно с помощью высокоомного делителя R2 получить нужное напряжение. Конечно, в конце можно заменить потенциометр R2 двумя постоянными резисторами. Недостаток такого решения – больше деталей и намного больший ток потребления.
Я заметил что можно остановить мигание подбором подстроечника, включенного последовательно с vd4. А что насчет красного светодиода? Он горит постоянно?
Александр, вы должны понять, что если напряжение на входах 1,2 микросхемы DD1.1 будет меняться пропорционально с напряжением питания, то компаратор переключаться не будет. Именно для этого в схему включён стабилитрон. И хотя напряжение на нём тоже меняется по мере заряда батареи, всё равно, на каком-то участке, кривая, отражающая изменение половины напряжения на батарее, будет пересекать кривую, отражающую напряжение на стабилитроне.
Красный светодиод подключен к выходу преобразователя напряжения, собранного на микросхеме IC2. То есть, он всегда горит, когда работает этот преобразователь. Преобразователь же этот запускается, когда схема опознавания на VT2, VT3 обнаружит устройство, подключенное к порту USB. Однако если компаратор, собранный на DD2.1, DD2.2 обнаружит, что напряжение батареи стало слишком низким, то он заблокирует работу схемы опознавания. При этом, таймер на DD2.3, DD2.4 может отключить компаратор, чтобы принудительно запустить преобразователь IC1.
Наверное, нужно видео снять и показать, как эта штука работает. Сейчас заканчиваю статьи по оборудования для предметной видеосъёмки. Как закончу, сниму ролик.
у меня красный светодиод горит постоянно, зарядка смартфона идет, но греется м-сх IC2. На выходе напряжение в норме — 4,95 вольта.
Александр!
1. Я уже сказал, при каких условиях должен гореть светодиод.
2. Микросхема преобразователя напряжения не может не греться, так как внутри неё находится биполярный ключ, через который и течёт весь входной ток. Зная ток нагрузки, можно примерно рассчитать рассеиваемую мощность. Например:
P = I * U / K = 0,3 * 0,6 / 0,8 = 0,225 (Ватт)
Где:
I — входной ток
U — падение напряжения на ключе (не менее 0,6 Вольт)
К — КПД
Здравствуйте у меня вопрос по списку деталей.
1. что такое R2, R6, R20 , какой номинал ( что мне покупать ?)
2. что за номинал R27
Александр, я в статью видео добавил.
1. Это омы. Я изменил обозначения на более привычные символы и исправил m на µ, где это требовалось.
Доли Ома я получал с помощью самых мелких одноомных резисторов. Если, например, соединить параллельно три резистора на 1 Ом, то получится 0,33 Ома, если пять, то 0,2 Ома и т.д.
2. Это 44 мегаома. Два резистора по 22 мегаома, включённые последовательно. От величины R27 и C14 зависит время работы таймера экстренного включения. С обычным электролитическим конденсатором этот таймер работать не будет. Нужен танталовый, так как у него очень большое сопротивление изоляции, которое может составлять сотни мегаом. У меня не было такого конденсатора на 20мкФ с хорошими параметрами и поэтому я установил два танталовых по 10мкФ параллельно.
Непонятно назначение R10, ведь потенциал на разъем подается через переход транзистора и R11?
Dostuk, резистор R10 определяет предельное значение тока, который может течь от аккумулятора в шину разъёма USB и обратно.
Было превышено максимальное количество сообщений, поэтому продолжение обсуждения перенесено сюда>>>