Схемы подзарядки маломощных аккумуляторных батарей для питания МК
Аккумулятор (лат. «accumulator» — собиратель) представляет собой устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. Следует отличать электрические аккумуляторы от гальванических батарей (Табл. 6.7).
Аккумуляторы требуют периодической подзарядки энергии (ЗУ). ЗУ можно разделить на внешние и внутренние. Первые из них подключаются к устройству через отдельный разъём и берут питание от сети 220 В, автомобильного аккумулятора, солнечной батареи и т.д. Характерным примером внешних ЗУ могут служить обычные «зарядки» для мобильных телефонов. Схемотехника подобных устройств — это отдельная и достаточно сложная тема.
Применительно к МК, более актуальными являются внутренние ЗУ, позволяющие восстанавливать энергию «на лету» от основного источника питания устройства. Методы заряда аккумуляторов бывают следующие:
- медленный заряд током, не превышающим 0.1С, где «С» — это штатная ёмкость аккумулятора в ампер-часах;
- заряд током 0.5... 1С с остановкой в момент начала спада напряжения;
- быстрый заряд большим током 2...4С с контролем температуры перегрева;
- «интеллектуальный» заряд по сложному графику со стабилизацией зарядного тока и напряжения.
При выборе типа аккумулятора следует учитывать разнообразие геометрических размеров (Табл. 6.8). Общее правило — чем больше физический объём элемента, тем больше его энергоёмкость, масса и, разумеется, цена.
На Рис. 1, а...д показаны схемы подзарядки аккумуляторов от внутреннего (основного) источника питания МК.
Рис. 1. Схемы внутренней подзарядки аккумуляторов.
На рисунке 1 приведены следующие схемы зарядных устройств:
- а) стандартная схема резервирования питания от источников +5 и +3 В дополняется резистором R1. Через него осуществляется постоянная подзарядка аккумулятора GB1 током примерно 0.1 мА. Столь низкий ток выбран для компенсации саморазряда аккумулятора во времени;
- б) подзарядка NiCd, NiMH аккумуляторов GB9, GB10 типоразмера АА/ААА от панели солнечных элементов GB1...GB8. Ток заряда в яркий солнечный день может достигать 50 мА;
- в) ток заряда аккумулятора GB1 обратно пропорционален сопротивлению резистора RI. Диод VD1 не позволяет разряжаться аккумулятору GB1 через внешние цепи при снятии основного питания +6 В. Диоды VD2, VD4 в сумме дают падение напряжения примерно 0.8... 1 В. Диод VD3 открывается только при снижении напряжения основного источника +6 В ниже +4.6 В;
- г) аккумулятор GB1 подзаряжается от энергии ветрогенератора G1. Диодный мост VD1...VD4 преобразует переменное напряжение, поступающее от ветрогенератора, в пульсирующее одно-полярное. Конденсатор C1 сглаживает пульсации. Аккумулятор стабилизирует выходное напряжение и служит буферным накопителем энергии;
- д) подзарядка аккумулятора GB1 от «интеллектуального» драйвера DA1. Заряд производится в три этапа с оптимальными режимами, специально разработанными для литиевых аккумуляторов. Максимальное напряжение заряда составляет 4.2 В, после чего микросхема DA I отключается и светодиод HL1 гаснет.
Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.