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无线电电子与电气工程百科全书 非接触式充电器。 无线电电子电气工程百科全书
如今，有一种新的移动设备充电方式——非接触式。 其本质在于被充电的设备与充电器没有直接的电接触。 这种方法用于给手机、智能手机等充电。作者提供了他自己的非接触式充电器版本，用于为 LED 手电筒的电池充电。 随着频繁使用任何具有可更换电池的设备（例如手电筒），需要经常更换原电池或定期充电（如果使用电池）。 要给电池充电，您必须将其从手电筒主体中取出，这并不总是很方便。 与此同时，所谓的非接触式充电技术正变得越来越普遍。 大多数此类充电器（充电器）的工作原理是基于能量源和消耗者之间的电感耦合。 供读者注意的手电筒存储器也遵循同样的原理。 所提出的充电器的基础是紧凑型荧光灯（CFL）的电子镇流器。 众所周知，CFL电子镇流器是工作频率为几十千赫兹的脉冲发生器。 由于该频率，该设备的所有元件尺寸都很小，包括变压器和镇流器扼流圈。 镇流器扼流圈是限制通过荧光灯的电流的元件。 从这个意义上说，它与最简单的充电器中的镇流电容器具有相同的功能 - 它限制（设置）充电电流。 存储器的框图如图1所示。 XNUMX.从CFL开始，使用了实际的电子镇流器，其中包含带有平滑电容器的整流器、脉冲发生器和镇流器扼流圈，与之串联的不是荧光灯，而是隔离变压器。 该变压器充当充电器和手电筒电池之间的连接元件。 由于它与镇流器扼流圈串联，流经它的电流将受到限制，并且它部分地起到电流互感器的作用，因此短路其次级绕组不会导致灾难性后果。 变压器的初级绕组位于充电器外壳内，次级绕组位于灯笼内。 电流流过变压器的初级绕组，该电流主要取决于镇流器扼流圈的电感和市电电压，因此保持相对稳定。
在灯中，变压器的次级绕组上产生交流电压，该电压经过整流并通过限压器馈送到灯的电池。 由于变压器初级绕组中的电流受到限制，因此次级绕组中的电流也会受到限制。 通过改变电流互感器的参数，可以设定电池充电所需的电压和电流。 当电池电压达到最大值时，限制器将打开。 电池上的电压将停止增长，“额外”电流将流过限制器。 CFL电子镇流器的方案及其改进如图2所示。 18. 所有新引入的元素和连接都以颜色突出显示。 使用功率为 20 ... 4 W 的 CFL。 打开外壳后，将荧光灯的引线（65 条）从板上取下，这些引线通常缠绕在金属引脚上。 然后断开连接电路板和灯座的电线。 该板被放置在一个尺寸合适并带有盖子的塑料盒中。 外壳必须足够宽敞，以容纳除电路板之外的其他元件。 在作者的版本中，使用了一个直径为28、高度为3毫米的回形针圆柱形盒子（图2）。 它们与标准镇流器扼流圈 L3 串联，而不是荧光灯，而是包含来自类似 CFL 的另一个镇流器扼流圈 L2.1 和隔离变压器的初级绕组 T10。 为了指示脉冲发生器的工作情况，氖指示灯HL11通过限流电阻R1和RXNUMX连接到其输出。 整个安装采用铰接方式进行，在外壳上开有相应直径的指示灯孔。
选择了灯体直径为24、长度为82毫米的LED手电筒进行精制。 它使用九个 LED 灯和一个由三节 AAA 电池组成的电池。 按钮电源开关位于旋入式电池盖内。 LED阴极连接到灯体。 灯笼的完成方案如图所示。 4、所有新的元素和连接都以红色显示。
来自隔离变压器绕组T2.2的交流电压对二极管电桥VD1进行整流，整流电压的纹波被电容器C1平滑。 充电电流通过二极管VD2和VD3进入电池。 VD2 二极管可防止电池在待机模式下放电，与 LED 相对并联的 VD3 二极管可传递充电电流。 DA1芯片上装有限压器（并联稳压器），LED灯HL1、HL2指示电池充电模式。 充电开始时，当电池电压低于标称电压时，DA1芯片的控制输入端（引脚1）处的电压低于阈值。 因此，通过微电路的电流很小，几乎所有的整流电压都由限流电阻R5和HL2 LED（绿光）提供给电路，这表明电池正在充电。 当电池电压达到阈值时，流经芯片的电流增大，两端压降减小至2V左右。充电电流流经电阻R3和DA1芯片，电池逐渐停止充电。 在这种情况下，HL2 LED 将熄灭，并且 HL1（红光）将开始发光，表示充电结束。 该装置的设计如图所示。 5、电池仓盖3内设有按钮开关5(图1中的SA4)。 开关4的一个输出5机械连接到盖3的金属外壳，第二个输出6连接到弹簧触点7。开关使用绝缘塑料垫圈8机械地固定在盖中。另一方面，橡胶垫圈XNUMX机械地固定在盖中。垫圈XNUMX放置在开关上以防止外部气候影响。
工作减少如下。 盖体3上粘有塑料外壳1，外壳中心开孔，用胶水将框架10固定在孔内，其上绕有隔离变压器的次级绕组2(T2.2)。 开关推动器的功能是由圆柱形磁路11来实现的。为了防止它从框架10中掉出，塑料垫圈9粘在其上。塑料框架12粘在顶部中心的孔中。电子镇流器外壳的盖14，其上缠绕有变压器的绕组13(T2.1)。 选择用于缠绕变压器线圈的框架的内径，使得其包括具有小齿隙的磁路11。在作者的版本中，使用直径为6、长度为15mm的磁路。计算机电源扼流圈。 框架的高度为 14 - 8 ... 9 毫米，框架为 10 - 6 ... 7 毫米，其厚度为 0,5 ... 0,7 毫米。 绕组T2.1包含350匝PEV-2 0,18电线，绕组T2.2包含180匝PEV-2 0,1电线。 垫圈直径为9-10...12mm，厚度为0,5...1,5mm，后者被选择为使得磁路11“不会悬出”。 外壳（药品塑料容器）的直径为21毫米，高度为11毫米。 改造后的灯笼如图所示。 6.
使用手电筒时，磁路充当开关按钮。 但如果灯关闭，电子镇流器接入网络，磁路插入框架14(见图5)，则绕组T2.1和T2.2之间将发生电感耦合，电压绕组 T2.2 上将出现 ，电池将开始充电（图 7）。
该装置使用小型固定输出电阻器P1-4或进口LED——外壳直径为3毫米，发出红色和绿色的光芒。 电容器C1-K10-17v，安装在二极管电桥VD1的端子上。 调整从选择绕组T2.2的匝数开始。 为此，缠绕该绕组的指定匝数，并连接带有滤波电容器的二极管电桥。 将磁芯插入绕组T2.1的框架中，并将绕组T2.2放在其上。 电阻值为 4 欧姆的可变电阻器连接到二极管电桥的输出端（见图 470）。 通过改变它的电阻，可以控制通过它的电流和它两端的电压。 在所需的充电电流下，电压必须为 4,8 ... 5 V（充电电池的电压为 4,3 ... 4,4 V 加上二极管 VD2 和 VD3 上的压降）。 较高的电压将增加充电电流。 由于手电筒计划使用三块容量为300…600mAh的电池，因此选择了约40mA的充电电流。 根据测量结果，决定是否需要添加或删除 T2.2 绕组的匝数。 选择匝数后，必须在绕组上覆盖一层清漆或胶水进行保护。 应当注意，它们的数量可能与上面指示的数量显着不同，因为这取决于磁路的尺寸和特性。 为了增大充电电流，要么增加电流互感器初级绕组的匝数，要么通过减小电子镇流器中电感L2和L3的电感来增大流过电流互感器的电流。 然后，将设备的所有其他元件安装在面包板上，将新充电的电池安装在电池仓中，将 DA1 芯片的引脚 2 和 1 暂时闭合。 将磁芯插入绕组T2.1的框架中，将绕组T2.2放在其上，测量整流器输出端的电压（vpr）（见图4）。 然后，代替电池，连接一个阻值为 470 欧姆的可变电阻器，并通过改变其阻值，在整流器 (vpr) 的输出端设置相同的电压。 选择电阻器 R1（见图 4），以便当该电压增加（由可变电阻器改变）几十毫伏时，HL2 LED 关闭，HL1 开启。 如有必要，选择电阻器 R3。 其阻值应使得当可变电阻关闭时，整流器输出端的电压不超过且HL1 LED 点亮。 需要注意的是，TL431CLP芯片的最大允许电流为100mA，因此充电电流不要超过60...70mA。 灯的最终确定从安装二极管 VD3 开始。 为此，请拆下电池盒，小心地拆下保护玻璃，然后从内部挤出带 LED 的板。 VD3 二极管安装在板上 LED 输出之间。 检查安装正确性后，按相反顺序进行组装并检查灯的可操作性。 所有其他元件将放置在电池盖上的外壳中。 在橡胶垫圈8中穿有两个孔(参见图5)，电线以可靠的绝缘体例如MGTF插入其中，并且焊接到开关端子。 在这种情况下，可能需要从盖 3 上拆下开关（见图 5）。 然后将元件放置并用热胶固定在外壳1内并用电线连接。 为了将 LED 安装在外壳中，需要制作两个直径为 3 毫米的孔。 所提出的充电器可用于为各种设备内置的电池或可充电电池充电。 根据此类设备的设计，磁路可以安装在T2.1绕组的框架中，并可以在其上放置T2.2线圈，以及变压器设计的更彻底的改变。 作者：I. Nechaev
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