В настоящее время все более широкое применение в различных конструкциях в качестве элементов питания находят аккумуляторы НКГЦ-0,45, Д-0,26 и другие. Приведенное на рис.1 бестрансформаторное зарядное устройство позволяет заряжать одновременно четыре аккумулятора Д-0,26 током 26 мА в течение 12…16 часов.
Рис.1
Избыточное напряжение сети 220 В гасится за счет реактивного сопротивления конденсаторов (Хс) на частоте 50 Гц, что позволяет уменьшить габариты зарядного устройства.
Используя эту электрическую схему и зная рекомендуемый для конкретного типа аккумуляторов ток заряда (1з), по приводимым ниже формулам можно определить емкость конденсаторов С1, С2 (суммарную С=С1+С2) и выбрать по справочнику тип стабилитрона VD2 так, чтобы напряжение его стабилизации превышало напряжение заряженных аккумуляторов примерно на 0,7 В.
Тип стабилитрона зависит лишь от количества одновременно заряжаемых аккумуляторов, так, например, для заряда 3-х элементов Д-0,26 или НКГЦ-0,45 необходимо применять стабилитрон VD2 типа КС456А. Пример расчета приведен для аккумуляторов Д-0,26 с зарядным током 26 мА.
В зарядном устройстве применяются резисторы типа МЛТ или С2-23, конденсаторы С1 и С2 типа К73-17В на рабочее напряжение 400 В. Резистор R1 может иметь номинал 330…620 кОм (он обеспечивает разряд конденсаторов после отключения устройства).
Светодиод HL1 можно использовать любой, при этом подобрав резистор R3 так, чтобы он светился достаточно ярко. Диодная матрица VD1 заменяется четырьмя диодами КД102А.
Рис. 2
Топология печатной платы с расположением элементов показана на рис. 2. Плата односторонняя (без отверстий), и элементы устанавливаются со стороны печатных проводников.
При использовании элементов, указанных на схеме, зарядное устройство легко устанавливается в корпусе от блоков питания для карманных микрокалькуляторов (рис. 3) или же может размещаться внутри корпуса устройства, где установлены аккумуляторы.
Рис. 3. Корпус зарядного устройства
Индикация наличия напряжения в цепи заряда осуществляется светодиодом HL1, который размещается на видном месте корпуса. Диод VD3 позволяет предохранить разряд аккумуляторов через цепи зарядного устройства при отключении его от сети 220 В. При заряде аккумуляторов НКГЦ-0,45 током 45 мА резистор R3 необходимо уменьшить до величины, при которой светодиод светится полной яркостью.
Проверку зарядного устройства лучше проводить при подключении вместо аккумуляторов измерительных приборов и эквивалентной нагрузки (рис. 4), минимальная величина которой для 4-х аккумуляторов определяется по закону Ома:
R = U/I = 4/0,026 =150 Ом, где
U — напряжение на разряженных аккумуляторах (у основной массы аккумуляторов эта величина составляет один вольт на элемент).
Рис. 4. Эквивалентная нагрузка для настройки зарядного устройства
При пользовании зарядным устройством необходимо следить за временем, потому что приведенная схема хотя и снижает вероятность получения аккумулятором избыточного заряда (за счет ограничения напряжения стабилитроном), однако полностью такой возможности, при очень большом времени заряда, не исключает. А если у вас нет проблем с памятью, то это простое и малогабаритное устройство поможет сэкономить деньги.
Вторая схема бестрансформаторного зарядного устройства (рис. 5) предназначена для одновременного заряда 2-х аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 (НКГЦ-0,5). Здесь обеспечивается асимметричный режим заряда, что позволяет продлить срок службы аккумуляторов. Заряд производится током 40…45 мА в течение одной полуволны сетевого напряжения. В течение второй полуволны, когда соответствующий диод закрыт, элемент G1 (G2) разряжается через резистор R4 (R5) током 4,5 мА.
Рис. 5
Заряд аккумуляторов G1 и G2 происходит поочередно, так, например, в течение положительной полуволны заряжается G1 (G2 — разряжается). Такое построение схемы позволяет осуществлять процесс заряда аккумуляторов в независимости друг от друга, и любая неисправность одного из них не нарушит заряд другого.
Для индикации наличия сетевого напряжения в схеме используется миниатюрная лампа HL1 типа СМН6.3-20 или аналогичная. Аккумуляторы нельзя оставлять подключенными к схеме надолго без включения зарядного устройства в сеть, потому что при этом происходит их разряд через резисторы R4, R5.
При правильной сборке устройства настройка не требуется.
Рис. 6. Электрическая схема блока питания с автоматическим зарядным устройством
Схема, показанная на рис. 6, в отличие от вышеприведенных, исключает повреждение аккумуляторов из-за получения ими избыточного заряда. Она автоматически отключает процесс заряда при повышении напряжения на элементах выше допустимой величины и состоит из стабилизатора тока на транзисторе VT2, усилителя VT1, детектора уровня напряжения на VT3 и стабилизатора напряжения D1.
Устройство может использоваться и как источник питания на ток до 100 мА при подключении нагрузки к контактам 1 и 2 штекера Х2.
Индикатором процесса заряда является свечение светодиода HL1, который при его окончании гаснет.
Настройку устройства начинаем со стабилизатора тока. Для этого временно замыкаем базу транзистора VT3 на общий провод, а вместо аккумуляторов подключаем эквивалентную нагрузку с миллиамперметром 0…100 мА. Контролируя прибором ток в нагрузке, подбором резистора R3 устанавливаем номинальный ток заряда для конкретного типа аккумуляторов.
Вторым этапом настройки является установка уровня ограничения выходного напряжения с помощью подстроечного резистора R5. Для этого, контролируя напряжение на нагрузке, увеличиваем сопротивление нагрузки до момента появления максимально допустимого напряжения (5,8 В для 4-х аккумуляторов Д-0,26). Резистором R5 добиваемся отключения тока в нагрузке (погаснет светодиод).
При изготовлении устройства можно использовать корпус от источника питания БП2-3 или аналогичный (от него же удобно взять и трансформатор). Трансформатор подойдет любой малогабаритный с напряжением во вторичной обмотке 12…16 В.
Транзистор VT2 крепится к теплорассеивающей пластине. Конденсаторы С1 применяются типа К50-16-25В, С2—типа К50-16-16В. Для удобства настройки в качестве R5 желательно использовать многооборотный резистор типа СП5-2 или аналогичный, остальные резисторы подойдут любого типа.
От источника питания можно получить напряжения 6 или 9 В, если на место микросхемы D1 установить соответственно КР142ЕН5Б (Г) или КР142ЕН8А (Г).
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Рис.1VD1
Диодный мостКЦ407А1
VD2
СтабилитронКС468А1
VD3
ДиодКД102А1
С1,С2
Конденсатор0.22 мкФ 400 В2
R1
Резистор470 кОм1
R2
Резистор200 Ом1
1 ВтR3
Резистор82 Ом1
HL1
СветодиодАЛ307Б1
X1
Вилка сетевая1
X2
Разъем1
Рис. 4R
Резистор150 Ом1
1 ВтR*
Подстроечный резистор300 Ом1
PA1
Миллиамперметр0-100 мА1
PV1
Вольтметр0-15 В1
X2/2, X2/3
Разъем2
Рис. 5VD1, VD2
ДиодКД102Б2
С1
Конденсатор0.47 мкФ1
С2
Конденсатор0.22 мкФ1
R1
Резистор100 Ом1
0.5 ВтR2
Резистор470 кОм1
0.5 ВтR3
Резистор560 Ом1
1 ВтR4, R5
Резистор270 Ом2
0.5 ВтHL1
Лампа6.3 В1
G1, G2
АКБ2
XP1
Разъем1
Рис. 6D1
Линейный регуляторКР142ЕН5А1
VT1, VT3
Биполярный транзисторКТ3102А2
VT2
Биполярный транзисторКТ816Г1
VD1
ДиодКД906А4
VD2
ДиодКД212А1
С1
Электролитический конденсатор200 мкФ1
С2
Электролитический конденсатор20 мкФ1
R1, R4
Резистор100 кОм2
R2
Резистор1.5 кОм1
R3
Резистор43 Ом1
подборR5
Переменный резистор22 кОм1
HL1
СветодиодАЛ307Б1
T1
Трансформатор1
GB1
АКБ1
X1
Вилка сетевая1
X2
Разъем1
Добавить все