Универсальное зарядное устройство пригодно для зарядки дисковых аккумуляторов Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, Д-0,55, гальванических элементов СЦ-21, СЦ-31, РЦ-53,316,332,343, батарей, составленных из них, а также батарей 3336, «Крона», «Корунд». В отличие от многих известных аналогичных устройств, оно позволяет без миллиамперметра и вольтметра устанавливать в широких пределах и практически точно необходимый ток зарядки и порог срабатывания системы автоматического прекращения зарядки. Ток зарядки стабилизирован и не зависит от типа и числа заряжаемых батарей.
Основные технические характеристики
Ток зарядки, мА 2,5…32
Изменение тока зарядки от установленного уровня при подключении батарей разных типов, % …. 5…7
Напряжение порога срабатывания системы автоматического прекращения зарядки, В . . .. 3,5…12
При желании пределы изменения тока могут быть увеличены до 150…200 мА, а напряжения порога срабатывания системы автоматического прекращения зарядки — до 15… 16В подборкой всего лишь двух резисторов.
Схема универсальное зарядное устройство приведена на рисунке.
Его основой служит стабилизатор тока на транзисторах VT2, VT3. Управляющий транзистор VT2 включен в цепь обратной связи регулирующего транзистора VT3. Поэтому с ростом зарядного тока напряжение на резисторе R5 и, следовательно, на базе транзистора VT2 увеличивается, отчего транзистор приоткрывается. Напряжение на базе транзистора VT3 соответственно уменьшается, что и приводит к уменьшению зарядного тока. Аналогично транзисторы VT2 и VT3 работают при снижении значения зарядного тока. Стабилизация зарядного тока происходит независимо от типа и степени разрядки подключенной на зарядку батареи, а также от того, подключена ли батарея к выходу устройства или выходные гнезда зарядного устройства замкнуты.
Необходимый ток зарядки устанавливают изменением коэффициента усиления транзистора VT2 переменным резистором R6.
Основным элементом системы автоматического прекращения зарядки при достижении на батарее определенного напряжения является компаратор, функцию которого выполняет операционный усилитель (ОУ) DA1. Как только напряжение на его неинвертирующем входе превысит образцовое на инвертирующем входе, на выходе ОУ появляется положительное напряжение, которое открывает транзистор VT1. Срабатывает реле К1 и контактами К1.1 замыкает эмиттерный переход транзистора VT3, отчего он закрывается и зарядка батареи прекращается. О прекращении зарядки сигнализирует светодиод HL1.
Для более четкого срабатывания компаратора в его цепь положительной обратной связи включен резистор R9, который выполняет и другую важную функцию: так как после отключения зарядного тока напряжение на заряженной батарее несколько снижается, без резистора R9 0У-компаратор, сравнивая уменьшенное напряжение батареи с образцовым, переключается в исходное состояние, реле К1 отпускает якорь и его контакты К 1.1 размыкаются. В результате вновь появляется ток зарядки и описанный цикл работы устройства повторяется.
В связи с тем, что разница в порогах срабатывания и возвращения в исходное состояние ОУ-компаратора без резистора R9 незначительна, все эти процессы происходят достаточно быстро, возникает дребезжание реле К1 и мигание светодиода HL1. Положительная же обратная связь через резистор R9 приводит к появлению гистерезиса и прекращению этого нежелательного явления. Конденсатор С2 предотвращает ложное срабатывание компаратора от помех, проникающих в устройство через электросеть, а диод VD7 — разрядку батареи после отключения зарядного тока. Ток разрядки через делитель напряжения R11R12 незначителен и составляет, например, для элемента напряжением 1,5 В, всего 0,03 мА. Цепочка из резисторов R1—R4 и стабилитрона VD5 представляет собой формирователь образцового напряжения компаратора. Напряжение окончания зарядки аккумулятора, элемента или батареи устанавливают переменным резистором R3.
Детали устройства смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис.).
Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — ППЗ-12 группы А. Реле К1 — РЭС10, паспорт РС4.524.305. Транзистор VT3 установлен на теплоотводе с эффективной площадью теплового рассеяния около 100 cм2. Выводы светодиода удлинены монтажными проводами, чтобы приподнять его и вынести в специальное окно в корпусе прибора. Переменные резисторы R3 и R6 укреплены на лицевой стенке корпуса прибора и соединены с печатной платой гибкими проводами. Под ручками этих резисторов есть соответствующие шкалы с делениями.
Кроме транзисторов, указанных на схеме, в устройстве можно использовать КТ315Б—КТ315Е, КТ503А—КТ503Е (VT1), КТ361А—КТ361Е (VT2), ГТ403А-ГТ403Ю (VT3). Однако при замене германиевого транзистора VT2 на кремниевый наименьший ток зарядки увеличится. Светодиод — любой с номинальным рабочим током 10…20 мА. В качестве сетевого можно использовать понижающий трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение 18. .20 В при токе нагрузки 50 мА.
Налаживание универсальное зарядное устройство начинают со стабилизатора тока.
Для этого временно удаляют резистор R1, светодиод HL1 и отпаивают вывод 7 микросхемы DA1, движок резистора R6 устанавливают в левое по схеме положение и включают устройство в сеть. При этом миллиамперметр, подключенный к выходу устройства, должен показать 2…3 мА, а при смещении движка резистора R6 в правое по схеме положение ток через миллиамперметр должен увеличиться до 31…32 мА. Если этого не происходит, соответственно подбирают резистор R10. Затем градуируют шкалу резистора R6 «Ток зарядки», делая на ней отметки, соответствующие току через миллиамперметр.
После этого впаивают временно удаленные детали и приступают к налаживанию системы автоматического прекращения зарядки источников питания. На это время выпаивают диод VD7 и к выходу устройства подключают вольтметр постоянного тока с пределом измерения напряжения до 15 В. Теперь потребуются еще источник напряжения 13… 14 В, например, составленный из 3 — 4 батарей 3336 и подключенного к ним переменного резистора сопротивлением 10… 30 кОм. Этот дополнительный источник постоянного напряжения «минусовым» выводом батареи соединяют с гнездом ХЗ устройства, а движок переменного резистора— с гнездом Х2. Затем, устанавливая переменным резистором предельные значения напряжения зарядки, движок резистора R3 постепенно переводят из верхнего по схеме положения в нижнее. Напряжение прекращения зарядки соответствует положению движка резистора R3, при котором загорается светодиод HL1. Нижний предел этого напряжения корректируют подборкой резистора R4, а верхний — резистора R2.
Шкалу резистора R3 «Напряжение прекращения зарядки» градуируют путем подачи на выход устройства различных значений напряжения, снимаемого с движка переменного резистора вспомогательного источника постоянного тока. После установки на свое место диода VD7 устройство готово к работе.