Михаил Адаменко - В помощь радиолюбителю. Выпуск 13

Проверку следует начать с индикатора уровня напряжения. На вход индикатора (выводы конденсатора С1) подключается источник питания. При увеличении напряжения до значения примерно 3 В должен начать светиться светодиод LED1, при напряжении около 5,5 В загорается светодиод LED2. Последующее возрастание напряжения до величины 8 В должно привести к загоранию светодиода LED3. При этом потребляемый индикатором ток до момента начала свечения светодиода LED3 не должен превышать 20 мА. Если индикатор не работает так, как было указано, то неисправность следует искать в нем.

Если индикатор исправен, то можно приступать к проверке преобразователя напряжения. Увеличение напряжения на входе от 0 В до 1,6 В должно привести к постепенному возрастанию напряжения на конденсаторе С1 до значения около 8 В. Если генератор не возбуждается, сначала следует перепаять выводы катушки L2, а затем проверить транзистор Т1 и диод D1.

Возможна ситуация, когда генератор возбуждается, но при входном напряжении 1,5 В преобразователь не обеспечивает включение всех светодиодов. В этом случае можно попробовать в незначительных пределах изменить величину сопротивления резистора R1. Если это не поможет, рекомендуется увеличить сопротивление резистора R5. Однако не следует забывать о том, что чрезмерное увеличение сопротивления резистора R5 приводит к включению всех светодиодов даже при малом токе.

В последние годы в продаже можно найти большое количество зарядных устройств, в основу которых положены различные принципы, в том числе и запатентованные изобретения. В то же время зарядные устройства для аккумуляторов, выполненные по так называемой классической схеме, по-прежнему имеют немалое число своих постоянных приверженцев.

На рис. 6 приведена принципиальная схема универсального зарядного устройства, при работе с которым можно устанавливать как зарядный ток, так и величину выходного напряжения. К данному зарядному устройству можно подключить любое количество заряжаемых элементов с максимальным суммарным напряжением 18 В.

Рис. 6. Принципиальная схема универсального зарядного устройства

Из схемы видно, что в данном случае речь идет о классическом последовательном регуляторе на мощных транзисторах Т1 и Т2. В предлагаемой конструкции использованы транзисторы типа 2N3055, однако их можно заменить любыми другими n-р-n мощными транзисторами, которые будут в распоряжении радиолюбителя.

После сетевого трансформатора переменное напряжение выпрямляется диодами D1 и D2, после чего поступает на микросхему IC1, которая является монолитным регулятором напряжения с регулируемым выходом. При этом нужное значение выходного напряжения устанавливается с помощью подстроечного потенциометра Р1.

Зарядный ток через последовательный регулятор (транзисторы Т1 и Т2) подается на выходные контакты, протекает через заряжаемую аккумуляторную батарею и далее на корпус через выполняющий роль датчика резистор R8, величина сопротивления которого составляет 0,1 Ом. На этом резисторе при токе зарядки величиной 1 А формируется падение напряжения величиной 100 мВ. Это напряжение в компараторе IC2 типа LM339 сравнивается с напряжением, снимаемым с движка подстроечного потенциометра Р2, который через резистор R6 подключен к выходу стабилизатора IC3. Поскольку с помощью подстроечного потенциометра Р2 величина напряжения может регулироваться начиная от нулевого значения, то и ток зарядки аккумуляторной батареи, соответственно, может быть выбран почти от нуля.

К выходу компаратора подключена база транзистора Т3. Если ток зарядки превысит выбранное значение, то увеличится и напряжение на резисторе R8. При этом произойдет переключение компаратора, что приведет к открытию транзистора Т3. В результате понизится напряжение на выходе регулятора IC1 и, как следствие, на базах мощных транзисторов Т1 и Т2. Изменение напряжения на базах транзисторов Т1 и Т2 приведет к снижению тока зарядки аккумуляторной батареи до выбранного значения.

Транзистор типа 2N3904 можно заменить, например, транзисторами типа ВС337 или ВС635.

Предлагаемое универсальное зарядное устройство обеспечивает как ускоренную зарядку никель-кадмиевых (Ni-Cd) и никель-металлгидридных (Ni-MH) аккумуляторных батарей повышенным током, так и их зарядку в так называемом обычном режиме с меньшим током зарядки. При этом в первом случае окончание зарядки происходит при падении напряжения на аккумуляторе. Благодаря использованию микросхемы MC33340D данное зарядное устройство позволяет контролировать падение напряжения с чувствительностью 4 мВ. Помимо этого, с помощью перемычек можно заранее установить определенное время зарядки. При необходимости контролируется не только напряжение на аккумуляторе в режиме ускоренной зарядки, но и напряжение источника питания устройства. Зарядка прекращается и в случае повышения температуры аккумулятора выше установленного лимита. Питание зарядного устройства осуществляется от источника постоянного напряжения 5-18 В с максимальным током 1,5 А.

Данное универсальное зарядное устройство для NiCd и NiMH аккумуляторов представляет собой регулятор, выполненный на микросхеме типа MC33340D. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема универсального зарядного устройства для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов

Сразу после подключения питающего напряжения универсальное зарядное устройство начинает работать в режиме ускоренной зарядки.

В том случае, если аккумулятор не подключен или неисправен, напряжение на выводе 1 (VSEN) микросхемы IC2 (MC33340D) будет либо меньше величины 1 В, либо больше, чем 2 В. При этом зарядное устройство автоматически переключится в обычный режим. В обычный режим работы данное зарядное устройство переключится и в том случае, если в течение 177 с на клеммах заряжаемого аккумулятора будет зафиксировано падение напряжения определенной величины, что свидетельствует об окончании процесса зарядки. Помимо этого переключение в обычный режим может осуществляться по окончании выбранного времени зарядки, или же при повышении температуры аккумулятора сверх допустимой нормы.

Время зарядки аккумуляторной батареи выбирается с помощью установки или удаления перемычек Т1-Т3. Зависимость времени зарядки от установки перемычек приведена в табл. 1.

При выборе режима зарядки с отключением при повышении температуры аккумулятора сверх допустимой нормы для измерения температуры аккумуляторной батареи к выводу 6 (Т2) микросхемы IC2 следует подключить терморезистор величиной 10 кОм. При этом к выводам 7 (Т1) и 5 (Т3) микросхемы IC2 должны быть подключены резисторы R7 и R8, с помощью которых устанавливается диапазон допустимых температур аккумулятора. Величина сопротивления резистора R7 определяет максимальную допустимую температуру, а величина сопротивления резистора R8 определяет минимальную допустимую температуру аккумуляторной батареи.

Если в процессе зарядки аккумулятора его температура будет находиться в выбранном диапазоне, то аккумулятор будет заряжаться в ускоренном режиме. В этом случае напряжение на выводах 7 (Т1), 6 (Т2) и 5 (ТЗ) микросхемы IC2 будет в пределах от 0 В до величины (Vсс — 0,7) В, где Vсс — напряжение питания микросхемы IC2 (вывод 8). Если же температура аккумулятора во время зарядки изменится и выйдет из выбранного диапазона, то изменится напряжение на выводе 7 (Т1) или 5 (Т3) микросхемы IC2, и зарядное устройство переключится в обычный режим.

Поскольку ток, протекающий через выводы 7 (Т1), 6 (Т2) и 5 (Т3) микросхемы IC2 составляет примерно 30 мкА, рассчитать значения величин сопротивлений резисторов R7 и R8 довольно просто. Так, например, если сопротивление термистора R10 при минимальной выбранной температуре составляет 8,2 кОм, то и величина сопротивления резистора R8 должна быть 8,2 кОм. Если сопротивление термистора R10 при максимальной выбранной температуре составляет 15 кОм, то и величина сопротивления резистора R7 должна быть 15 кОм.

Таким образом, при выборе режима зарядки с отключением при повышении температуры аккумулятора предлагаемая схема обеспечивает ускоренную зарядку аккумуляторной батареи только в том случае, если ее температура не выходит за установленные границы. Если в процессе зарядки температура аккумулятора станет меньше минимального предела, то зарядное устройство переключится в обычный режим, и аккумулятор будет заряжаться малым током дежурного режима до тех пор, пока его температура не войдет в норму.