Автоматическое зарядное устройство Ni-Сd аккумуляторов для радиостанций MOTOROLA.
Возможен расчет для любых N-Сd аккумуляторов.
1.Немного о теории заряда
Основные требования, предъявляемые к заряду аккумуляторов, гласят следующее:
время заряда определяется по формуле
T=E/(0.5*I5)*1.4
T - Время заряда (часов).
E - Емкость аккумулятора (мА/ч).
I5- Номинальный разрядный ток
I5=E/5 (мА).
Примечание:
Нормальный зарядный ток = 0.5*5 (мА).
напряжение в конце заряда не должно превышать 1.5 В на элемент (при подключенном зарядном
устройстве). После отключения зарядного устройства напряжение быстро падает до
значения примерно 1.4В на элемент. Перезаряд недопустим, т.к. снижает срок
службы аккумулятора.
Нормальная зарядка аккумулятора возможна, если он разряжен до напряжение в пределах 1-1.1В
на элемент. При напряжении ниже указанного уровня сокращается срок службы
аккумулятора, а при более высоком теряется емкость. Т.е., перед зарядом
необходимо убедиться в том, что аккумулятор разряжен до нормального
напряжения.
2. От теории к практике.
Большая часть аккумуляторов для радиостанций имеет напряжение 7.5В и состоит из
6-ти элементов. Следует учитывать и наличие встроенного защитного диода,
включенного в цепь заряда аккумулятора, последовательно с элементами (обычно на
этом диоде падает около 0.28В). Итак, в моем конкретном случае имеется
аккумулятор от радиостанции 1200.
Исходные данные аккумулятора:
(емкость) – 1300 мА/ч.
I5(номинальный разрядный ток) –
1300/5 = 260 мА.
Количество элементов – 6 шт.
Напряжение – 7.5В
Примерное время заряда аккумулятора.
1300/(0.5*260)*1.4 = 14 часов.
зарядный ток.
0.5*260 = 130 мА.
Напряжение на разряженном аккумуляторе.
6 элементов умножить на 1 или 1.1 В получается в пределах 6 – 6.6В.
Напряжение на аккумуляторе в конце заряда.
6 элементов умножить на 1.5В = 9В.
Прибавляем падение напряжения на защитном диоде 9В+0.28В = 9.28В.
Предлагаю не очень сложную для повторения схему заряда аккумулятора.
3. Схема автоматического зарядного устройства.
Рис. 1.
Схема состоит из следующих узлов:
На микросхеме 1 и резисторах R4, R5 собран ограничитель тока заряда аккумулятора. Общее сопротивление резисторов R4 и R5 рассчитывается по формуле R4+R5=(Напряжение стабилизации DA1 в вольтах) - (напряжение разряженного аккумулятора в вольтах) / (ток заряда в амперах). 12В-6В/0.13А=46 Ом. В данной схеме ток заряда немного ниже номинального значения (резисторов подходящих не было).
На стабилитроне VD2 и резисторе R7 выполнен нелинейный элемент, бурно реагирующий на предельно допустимое напряжение аккумулятора. Стабилитрон следует подобрать с напряжением стабилизации на 0.7-0.8 вольта меньше предельно допустимого напряжения на аккумуляторе.
Внимание:стабилитрон очень важный элемент в этой схеме. Т.е., купите десяток подобных стабилитронов и выберите один.
На резисторе R6 и миллиамперметре PA1 (рис.1) собран индикатор уровня заряда аккумулятора. В принципе, можно и не ставить, но вещь очень удобная. Контакты реле К1.2 отключают миллиамперметр от измеряемой цепи, т.к. после срабатывания автоматики падение напряжения на резисторе R7 резко возрастает. Кстати, миллиамперметр, применяемый в схеме, довольно широко распространен и выглядит примерно так:
Рис. 2
На транзистора VT1 и VT2, включенных по схеме Шиклаи, выполнен усилитель постоянного тока. Резистор R3 задает максимальный ток базы транзистора VT1, а резистором R2 устанавливается порог срабатывания реле. Конденсаторы С3 и С2 сглаживают пульсации и ВЧ помехи. Кстати, если корпус зарядного устройства не экранирован, возможно срабатывание схемы от близкорасположенных сотовых телефонов и радиостанций. Так что держите свой сотовый подальше от всяких схем автоматики (хотя бы на 1 метр).
Реле К1 отключает полностью заряженный аккумулятор. В принципе, реле может быть любого типа. Главное, чтобы сопротивление обмотки было не меньше 600 Ом и напряжение срабатывания около 10 вольт.
На диодной сборке VD1 и конденсаторе С1 выполнен блок питания схемы. Светодиод HL1 сигнализирует о подаче напряжения на зарядное устройство. Светодиод HL2 загорается по окончании процесса заряда аккумулятора.
4.Настройка схемы.
1. Положите подальше в сторону две вещи:
аккумулятор который вы собираетесь заряжать
тестер с индикатором магнитоэлектрической системы
Возьмите хорошо работающий цифровой тестер (обязательное условие).
Включите собранное зарядное устройство. Светодиоды HL1 и HL2 должны загореться.
Найдите на схеме перемычку «А» и удалите ее. Светодиод HL2 должен потухнуть. С внешнего регулируемого блока питания подайте 12 B, относительно земли, на катод стабилитрона VD2 (земля - это то место, где находиться минус диодной сборки VD1). Светодиод HL2 должен загореться.
Измерьте напряжение на выводах стабилитрона VD2. Если напряжение выходит за предел 8.5-8.6В, меняйте стабилитрон.
Установите на внешнем регулируемом блоке питания вместо 12В напряжение, равное 9.28В. Светодиод HL2 может потухнуть. Подбором резистора R6 установите стрелку миллиамперметра РA1 на конец шкалы.
