2013-12-31
1301
Зарядное устройство фонарика собрано не качественно, путем спайки элементов выводами друг к другу. При падении фонарика, элементы зарядного устройства болтаются, как карандаши в стакане, что приводит к разрушению схемы зарядного устройства.
Зарядное устройство состоит из: конденсатора, выпрямительных диодов, активного сопротивления, светодиода для индикации заряда. Возник вопрос, как восстановить схему зарядного устройства, не имея паспорта на фонарик и монтажной схемы. Шутка ли, если что-то перепутаешь в схеме, ее ведь еще в сеть 220В включать. Давайте рассуждать логически по каждому элементу в фонарике, для чего нужен элемент и какую функцию он выполняет.
Что такое переменный электрический ток? Это направленное движение 
заряженных частиц в проводнике с частотой 50 Гц. Что такое частота тока 50 Гц? Это количество периодов за одну секунду, изменение направления тока, от положительного до отрицательного значения 50 раз за одну секунду.
Как получают переменный ток? Это преобразование механической энергии в электрическую энергию при помощи генератора. Для простоты и наглядного примера рассмотрим простейший генератор, состоящий из двух полюсного магнита и одной обмотки.
|
|
|
На графике изображен один период, отрицательный момент и 
положительный. На рисунке видим два магнитных полюса, и одна обмотка генератора в виде кружка с цифрой. На рисунке изображено, перемещение обмотки генератора против часовой стрелки пошагово из восьми шагов. На графике период начинается с цифры один и заканчивается цифрой восемь, сделав полный оборот 360 градусов.
Какую роль играет конденсатор в зарядном устройстве? Конденсатор это реактивное сопротивление, которое зависит от частоты переменного тока сети 220В. Чем частота выше, тем реактивное сопротивление меньше и наоборот чем частота ниже, тем реактивное сопротивление выше. Сопротивление зависит от емкости конденсатора, чем больше емкость конденсатора, тем меньше сопротивление. Падение напряжения на конденсаторе будет зависеть, от его сопротивления.
В конденсаторе происходит падение напряжение необходимого для заряда аккумуляторной батареи. Резистор R1 - это активное сопротивление, которое шунтирует конденсатор, чтобы снимать остаточный заряд с конденсатора и защитить конденсатор от пробоя при скачках напряжения. Сопротивление R2 ограничивает необходимое напряжение для светодиода 3Д (индикации заряда).
Диод - это полупроводниковое устройство, которое пропускает электрический ток в одном направление, положительный заряд к отрицательному заряду. Данное свойство полупроводников получило широкое применение для преобразования переменного тока в выпрямленный ток. В данном случае выпрямитель относится к однополупериодному выпрямителю.
|
|
|
Зачем нужен в схеме диод 1Д?
Если на левой клемме в положительный момент ток протекает и заряжает аккумулятор с разрешения диода 2Д и заряжает конденсатор С, то в противоположный момент, ток через АБ протекать не будет, так как диод 2Д не разрешит протекать току в обратном направлении, аккумулятору этого и не надо. Следовательно конденсатор С будет оставаться в заряженном состоянии.
Вроде бы все хорошо, но когда конденсатор зарядится, 
в положительный момент он из сети зарядный ток брать не будет, и зарядка аккумулятора прекратится, вот и нужен диод 1Д для разряда конденсатора в отрицательный момент.
Спаял схему зарядного устройства. Провода использовал мягкие многожильные, для того чтобы при механическом воздействии на провода, было меньше нагрузка на спаянную схему. Собрал фонарик, включил на зарядку. После 15 мин. отключил от сети, попробовал включить фонарик, светодиоды светили ярко.
Внимание! Когда светодиодный фонарик стоит на зарядке в сети 220В, категорический нельзя включать и отключать светодиоды кнопкой отключения, так как в момент переключения возникают скачки напряжения, что приведет к перегоранию светодиодов. Фонарик должен быть в отключенном состоянии на момент зарядки.
Комментарии
Вопрос: Имею дома фонарик от китайцев. Перестал заряжатся. Раньше, до зарядки, светил слабо, включая в 220 индикатор заряда сначала резко вспыхивает и тухнет. Вынув с сети фонарик вообще дохлый, не показывая никаких признаков жизни. Дав время для отдышки начинает слабо светить. В чем может быть проблема, где копать?
Ответ: Заочно определить неисправность сложно, можно только предположить. Вы говорите, что до зарядки аккумулятора фонарик светил слабо, а после попытки зарядить аккумулятор, его состояние ухудшилось. Скорей всего вышли из строя выпрямительные диоды, которые замыкают на себя аккумулятор. Распаяйте диоды и проверьте их на проводимость.
Были ещё случаи, кода после ремонта зарядного устройства путали полярность выводов на аккумуляторе, что приводило к полной разрядке и переполюсовке аккумулятора (смена полярности аккумулятора), если конечно выдержит зарядное устройство такую нагрузку.
А какие номиналы резисторов у меня сгорел не знаю каким менять?
C = 1 мкФ. R1 = 470 кОм. R2 = 22 кОм. 1Д 2Д - КД105А (допустимое напряжение 400 В. предельный ток = 300 mA.) Обеспечит: зарядный ток = 65 - 70 mA. напряжение = 3,6 В. На схеме возле "~220V" стоят "+" и "-" - это условно изображен момент положительной волны синусоиды и отрицательной, для представления движения тока в схеме.
Я бы не советовал заряжать какой попало схемой. Есть 3 варианта зарядки аккумуляторов:
нормальный, ускоренный и усиленный. При усиленном заряде время дольше, зато время службы аккумуляторов больше; ускоренный - когда надо зарядить быстрее. Если ток зарядного устройства выше значения ускоренного заряда - проститесь с аккумуляторами вскоре. Простейшие устройства заряда, как правило, определенный ток не поддерживают: для компактности и облегченности там импульсный блок питания (как правило, как на сотовых телефонах), он рассчитан не на аккумуляторы, а на постоянную по току нагрузку.
Есть схемы питания именно на постоянный ток на выходе - вот они точно подойдут для заряда, остается только определить, что заряжать. Чаще используются щелочные аккумуляторы - параметры заряда вот: ускоренный Q/2, нормальный Q/4, усиленный Q/8. Q - это емкость аккумулятора в ампер/часах. У кислотных чуть больше токи заряда.
Но хотелось бы уточнить некоторые моменты, аккумуляторы щелочные и кислотные отличаются внутренним сопротивлением. От этого отличаются их характеристики и методы заряда и разряда и область применения. Параметры заряда щелочного аккумулятора, вы указали правильно:
1. Нормальный - 6 ч. нормальным током (I=Q-/4).
2. Усиленный - 12 ч. нормальным током (I=Q-/4).
3. Ускоренный - 2,5 ч силой тока вдвое больше нормальной (I=Q-/2).
Q - Номинальная емкость аккумулятора, А/ч, I – Зарядный ток.
Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы можно заряжать более слабым током, соответственно увеличивая время заряда, однако снижать ток более чем на половину не рекомендуется.
ВНИМАНИЕ! Заряды слабыми токами ухудшают работу щелочных аккумуляторов, а поэтому применяйте их в случае крайней необходимости. Не допускайте повышение температуры электролита при заряде выше 45°С. В случае повышения температуры 45°С прекратите заряд и дайте остыть электролиту.
|
|
|
Преимуществом щелочного аккумулятора перед свинцовым является его большая механическая и электрическая прочность: он выдерживает значительные перегрузки и колебания тока, не боится перезаряда и недозаряда, может длительно находится в нерабочем состоянии и требует меньшего ухода.
КПД щелочных аккумуляторов – 60 %; свинцовых аккумуляторов – 75 %.
Что касается кислотного аккумулятора: Зарядный ток (в ампер-часах) не должен превышать емкости аккумулятора (в ампер-часах). Например, максимальный зарядный ток для аккумулятора емкостью в 180 А/ч равен 18 А. (I=Q-/10). Нормальный заряд аккумулятора обычно длится 12 часов. При большем токе аккумулятор перегревается и происходит разрушение активной массы пластин. Если заряд вести меньшим током, что вполне допустимо и даже желательно, то продолжительность заряда соответственно увеличивается.
Окончание процесса заряда кислотного аккумулятора характеризуется установлением напряжения на одном элементе батареи, равного 2,5...2,6 В. Кислотные аккумуляторы чувствительны к недозарядам и перезарядам, поэтому следует своевременно заканчивать заряд. Щелочные аккумуляторы менее критичны к режиму эксплуатации. Для них окончание заряда характеризуется установлением на одном элементе батареи аккумуляторов постоянного напряжения 1,4... 1,5 В.
|
|
|
Вопрос: А как можно зарядить акумулятор к фонарику при помощи AC-DC адаптера?
Ответ: Попробовать, конечно, можно. Если соблюсти условия: напряжение аккумулятора должно быть чуть меньше номинального напряжения зарядного устройства. Потребляемый зарядный ток не должен превышать номинальный зарядный ток, указанный на зарядном устройстве. Соблюдаем условия полярности выводов при заряде ("+" "-").
Вопрос: Скажите, почему все аккум. пусты? Ведь если вскрыть любой (снять пробку с банки) он окажется пуст. Разве не это причины короткого срока службы АБ? Я как то пробывал залить с авто АБ электролит, и вот уже более 5 лет китай мой светит.
Ответ: Кислотные аккумуляторы вредны своими испарениями. А пустые АБ полому, что они на твердом электролите, то есть пропитанные, при полном высыхании АБ перестает работать, достаточно слегка пропитать его дистиллированной водой, поставить на зарядку и он будет работать.
Вопрос: Подскажите, пожалуйста, сколько времени заряжать фонарик с таким аккумулятором, чтобы не перезарядить. На моем аккумуляторе, никаких обозначений нет. Знаю только напряжение 3,6В, по форме 4-х граненый стаканчик белого цвета
Ответ: Чтобы определить ток заряда и время заряда нужно знать емкость аккумулятора (mA/h – миллиампер/час) Например, аккумулятор 1000mA/h подадим ток заряда 100mA одну десятую емкости аккумулятора, то он зарядится за 10 часов. Как определить примерную емкость аккумулятора? Просто разредив его на потребителя зная его потребляемый ток. Например, подключаем нагрузку 100mA, и после 10 часов аккумулятор разрядился полностью. Умножаем потребляемый ток на время, получаем емкость аккумулятора 100*10 = 1000mA/h.
Спасибо! В будущем поменяю аккумулятор на 3 дисковых.
КД105А чем можно заменить? Диоды можете заменить на КД105(Б, В, Г); КД109В; Д226А, практически любые с рабочим током 100 мкА и больше.
Параметры резистора R2 -22k не основные, падение напряжения происходит за счет конденсатора С1-1мкФ, сопротивление которого примерно - 2847(Ом), а R2 служит для защиты конденсатора от пробоя. Резистор R1 служит для разрядки конденсатора C. При удалении R1 из схемы зарядник работать будет, но при извлечении фонаря из розетки конденсатор останется заряжен, и не дай Бог коснутся сетевой вилки, передернит так, что можно будет увидеть звезды.
Зарядник обеспечит: зарядный ток = 65 - 70 mA. напряжение = 3,6 В.
