Кружок радиоэлектроники

Неофицальный сайт кружка радиоэлектроники Клайпедского MSC

Авторизация

Flag Counter

Универсальное автоматическое зарядное устройство Ni-Cd батареи

 

zariadnikimg1 

 

 

 

 

R01    220k - 3м6 R08             2 k DD1 CD4011
R02             36 k R09     1 – 12 om VT1    BC547
R03               1 м R10   4k7 - 27 k VT2     BD140
R04           100 k R11           22 k HL1 AЛ307Б
R05             10 k VD1   1N4148 C1   10 x 16 v
R06               2 k VD2   BZX9.1 C2   10 x 16 v
R07               2 k VD3   1N4001 C3   47 x 16 v

 

 

             

 

zariadnikimg2

 

 

 

 

 

 

 

Примерная зависимость тока зарядки от сопротивления R9

(при условии LED1 марки АЛ307Б)

 

1R       600   mA

7R5       130   mA

51R       20   mA

2R2 450 mA 

10R       100   mA

75R       13   mA

3R3     280   mA

12R       85   mA

100R     10   mA

4R3     215   mA

15R       70   mA

150R     7.5 mA

4R7     200   mA

18R       60   mA

180R       6   mA

5R     180   mA

20R       55   mA

200R       5   mA

5R6     170   mA 

30R       35   mA

 

6R8     150   mA

36R       28   mA

 

 

 

В качестве С1 и С2 установлены полярные конденсаторы, В том случае если устанавливается неполярный, то вместо С1 устанавливается перемычка, а на место С2 устанавливается неполярный емкостью 4,7 – 10 мкф /16в 

На время настройки R1 желательно ставить примерно на 100-200к.

VT2 настоятельно рекомендуется устанавливать на радиаторе при Jзар свыше 50 mA

Схема допускает зарядку от 1 до 10 аккумуляторов, т е от 1,2v до 12v 

Следует помнить, что конечное напряжение заряженного аккумулятора примерно 1,43-1,45v на элемент, из чего следует что подводимое к этому блоку выпрямленное напряжение должно быть примерно на 5 вольт выше, т е порядка 18-20 вольт, в том случае если Вы рассчитываете заряжать батарею из 10 аккумуляторов.

При R10 22k возможна зарядка от 4 до 8 элементной батареи,при соответствуюшей подстройке R11

В том случае, если требуется заряжать батареи от 1 до 10 элементов следует подобрать сопротивление R10 

Схема работоспособна, имеет хорошую повторяемость.

В том случае, если собранный вами экземпляр неработает, то:

1 Убедитесь что все детали соответствуют указанным на схеме и монтаже

2 Проверьте исправность полупроводниковых деталей и С1,С2

3 Проверьте качество пайки

4 В том случае, если и после вышеперечисленных рекомендаций зарядное устройство не подает признаков жизни то это означает что допущена ошибка не в схеме, а именно Вами..

 

PS Желающим собрать – если вместо R9 и R11 установить многопозиционные переключатели с набором сопротивлений, то у Вас появится возможность стать счастливым обладателем зарядного устройства с возможностью выбора как колличества заряжаемых элементов батареи так и выбора зарядного тока.Одно только предусмотрите – между эмиттером VT2 и плюсом питания обязательно должно быть хоть какое то сопротивление.

 

 

 

 

 

 

 

IMGP9895

 

 

 

 

084

 

 

Ниже приводится статья Н.Скриндевского ж Радио, №12, 1991 г

 

 

 

 

Общеизвестно, что аккумуляторная батарея будет служить долго лишь при соблюдении правильного режима эксплуатации. На ее состояние отрицательно сказывается как перезарядка, так и глубокая разрядка. За последние годы в "Радио" были опубликованы описания двух устройств с автоматическим отключением аккумуляторной батареи по окончании зарядки [1, 2]. Но они, на мой взгляд, имеют существенный недостаток - время зарядки всегда не минимально, так как зарядный ток не стабилизирован и в процессе зарядки "плавает" из-за изменения напряжения источника питания и внутреннего сопротивления батареи. Кроме того, в одном из этих устройств [2] от заряжающейся батареи питается источник образцового напряжения, который потребляет значительный ток, и после отключения тока зарядки батарея разряжается через стабилитрон.

Предлагаемое зарядное устройство (рис.1) свободно от этих недостатков и обладает расширенными возможностями. Зарядный ток батареи стабилизирован. Устройство может быть встроено в бытовую радиоаппаратуру, а также использовано в системах аварийного питания. Порог отключения тока зарядки соответствует максимальному напряжению батареи, а порог включения зарядного тока - минимальному ее напряжению. Устройство предназначено для зарядки батареи из семи дисковых аккумуляторов Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, Д-0,5 и аналогичных малогабаритных.

 

ni-zar1

 

Основные технические характеристики:
Напряжение источника питания, В 12...15
Ток зарядки, мА 0...50
Напряжение порога отключения тока зарядки, В 10
Напряжение порога включения тока зарядки, В 7
Длительность цикла зарядка-измерение, мин 2
Время измерения, с 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник тока зярядки батареи GB1 образуют транзисторы VT1, VT2, диод VD3, светодиод HL1 и резисторы R8, R9. Ключевой транзистор VT1 управляет источником тока. Свегодиод HL1 служит одновременно источником образцового напряжения, которое подается на базу регулирующего транзистора VT2, и индикатором зарядки батареи. Резистор R8 ограничивает ток через светодиод. Подстроечным резистором R9 устанавливают ток зарядки, протекающий через транзистор VT2. Диод VD3 предотвращает разрядку батареи через устройство в случае отключения от него источника напряжения питания. Стабилитрон VD2, резистор R6 и конденсатор C2 образуют стабилизатор напряжения питания микросхемы DD1 узла автоматики зарядного устройства.

 

На логических элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы, резисторах R1, R2, диоде VD1 и конденсаторе C1 собран генератор, формирующий импульсы длительностью около 1 с и периодом следования около 2 мин. Эти импульсы отключают источник тока на время измерения напряжения заряжаемой батареи. Элементы DD1.3, DD1.4 и резисторы R3, R4 образуют триггер Шмитта, контролирующий степень заряженности батареи.

Работу устройства иллюстрируют временные диаграммы, показанные на рис.2. При включении источника питания (t1 на рис.2) элемент DD1.3 триггера Шмитта устанавливается в единичное состояние и напряжением высокого уровня, поступающим на входной вывод 2 элемента DD1.1, разрешает работу генератора (диаграмма 2). Когда на выходе элемента DD1.2 появляется сигнал высокого уровня (диаграмма 3), он открывает транзистор VT1 и, таким образом, включает источник тока зарядки батареи на время приблизительно 2 мин.

 

ni-zar2

 

 

Одновременно сигнал низкого уровня с выхода элемента DD1.1 (диаграмма 2) поступает на вывод 8 элемента DD1.3 и блокирует работу триггера Шмитта. Далее на выходе элемента DD1.2 появляется сигнал низкого уровня, транзистор VT1 закрывается и прекращается зарядка батареи. В этот момент высокий уровень напряжения на выходе элемента DD1.1 генератора разрешает работу триггера Шмитта. Измерение продолжается около 1 с, после чего генератор вновь включает источник тока и цикл зарядка-измерение повторяется. Так длится до тех пор, пока напряжение на батарее не станет равным 10 В (диаграмма 5) и в очередном периоде измерения напряжение, снимаемое с делителя R10R11, достигнет порога переключения триггера Шмитта. Теперь на выходе элемента DD1.3 триггера будет низкий уровень, который, действуя на вход 2 элемента DD1.1, запрещает работу генератора. При этом источник тока выключится - прекратится процесс зарядки батареи (момент t2 на рис.2).

Зарядившаяся батарея может долго оставаться подключенной к устройству, что практически не отражается на ее состоянии, так как через делитель R10R11 протекает незначительный ток - около 100 мкА. Триггер Шмитта при этом находится в состоянии контроля за напряжением батареи. Но если в процессе разрядки напряжение на батарее снизится до 7 В, то григгер переключится в исходное состояние и начнется подзарядка батареи. Этот режим особо необходим при использовании устройства в системах аварийного питания, например, в электронных часах - для предотвращения сбоя показаний при пропадании напряжения сети. Циклы зарядка-измерение будут повторяться, пока батарея не зарядится до 10 В.

В литературе приводятся различные, нередко противоречивые сведения по режимам зарядки и номинальному напряжению, до которого необходимо заряжать дисковые аккумуляторы. Практика показывает, что напряжение на батарее после окончания зарядки медленно уменьшается по мере завершения химических процессов в ее элементах. В предлагаемом устройстве время измерения мало и напряжение на батарее измеряется без нагрузки. При таком режиме зарядки и измерения батарея набирает номинальное количество энергии при напряжении большем номинальгюго - 10 В (изготовители батарей рекомендуют номинальное значение 9,45 В).

Микросхема DD1, используемая в зарядном устройстве, может быть К176ЛА7 или К561ЛА7. Транзистор КТ312Б можно заменить любым из серии КТ315, КТ316, а КТ814А - любым P-N-P транзистором средней мощности. Светодиод HL1 - любой на номинальный ток 10 мА. Диод КД522А заменим на Д220, КД503Б, а КД103А - на КД102А, КД104А; стабилитрон VD2 - на любой другой на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсатор C1 - неполярный К50-4 или K50-15; C2 - К50-6 или К50-12. Подстроечные резисторы - СПО, остальные МЛТ. Неполярный оксидный конденсатор C1 можно заменить двумя полярными такой же емкости на номинальное напряжение 10 В, включенными как в [1].

Все детали устройства, кроме светодиода, разъемного соединителя X1 для подключения заряжаемой батареи и подстроечных резисторов R9 и R14, находящихся на лицевой панели корпуса, смонтированы на печатной плате (рис.3), выполненной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Постоянные резисторы, диоды и конденсаторы установлены на плате в вертикальном положении.

 

 

ni-zar3

 

Если нет ошибок в монтаже и детали исправны, то устройство сразу начинает работать. Надо только отрегулировать напряжение срабатывания узла автоматики и установить необходимый ток зарядки батареи. Делают это в следующем порядке. Движок резистора R9 устанавливают в положение максимального, а резистора R11 - в положение минимального сопротивления. Вывод 1 элемента DD1.1 соединяют с плюсовым выводом питания микросхемы DD1. К разъему X1 вместо батареи подключают резистор сопротивлением 510 Ом. Затем на устройство подают напряжение питания и резистором R9 устанавливают необходимый ток зарядки батареи (для 7Д-0,115 - 11,5 мА). Далее на верхний по схеме вывод резистора R10 подают от вспомогательного источника постоянное напряжение 10 В и медленно увеличивают сопротивление резистора R11 до момента погасания светодиода HL1. Затем, медленно уменьшая напряжение дополнительного источника, фиксируют момент включения светодиода. Если светодиод включился при напряжении менее 7 В, то резистор R4 заменяют другим, меньшего сопротивления, а если более 7 В, то резистором большего сопротивления и повторяют регулировку резистором R11.

Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Нечаев И. Автоматическое зарядное устройстве. - Радио, 1985, №12, стр.45
2. Александров И. Автоматическое зарядное устройство. - Радио, 1990, №5, стр.39

Н.Скриндевский г. Москва ж Радио, №12, 1991 г