Автоматичний зарядний пристрій для акумуляторної батареї 7Д-0, 115

Цей пристрій призначений для зарядки батареї акумуляторів 7Д-0, 115 до номінальної ємності. Після закінчення зарядки воно автоматично відключає батарею і сигналізує про це вимиканням світлового сигналу. На відміну від простих пристроїв, при його використанні виключена як недозарядка, так і перезарядка батарей, що продовжує термін їх служби. Ступінь зарядки батареї контролюється протягом короткого відрізка часу, при цьому батарея відключена від зарядної ланцюга.

Принципова схема пристрою зображена на рис. 1.


Рис. 1.

Конденсатори С1, С2 грають роль гасять резисторів, знижуючи напругу мережі і забезпечуючи потрібний зарядний струм. Резистор R1 необхідний для розрядки конденсаторів після відключення пристрою від мережі. На стабілітрони VD1, VD2 зібраний випрямляч-обмежувач напруги, а на VD4 – джерело зразкового напруги. Польовий транзистор VT1 являє собою керований ключ, комутуючі ланцюг зарядки батареї.

На логічних елементах DD1.3, DD1.4 зібраний компаратор напруги, а на DD1.1, DD1.2 – генератор імпульсів з періодом проходження близько 40 с і шпаруватістю близько 1,01, тобто на виході елемента DD1.2 протягом 40с буде рівень 1, потім на 2 … 3 з з'явиться сигнал 0, а потім знову на 40 з рівень 1 і т. д.

На елементах DD2.2, DD2.3 зібраний RS-тригер керуючого вузла.

Працює пристрій наступним чином. До нього спочатку підключають заряджає батарею, а потім включають у мережу. Зарядний імпульс конденсатора С4 встановлює RS-тригер в такий стан, при якому на його виході діє рівень 0. Цей сигнал запускає генератор імпульсів.

Коли на виході генератора буде високий рівень, відкривається транзистор VT1 і починається зарядка батареї. Про це сигналізує включилися світлодіод HL1. Сигнал високого рівня надходить також на нижній за схемою вхід елемента DD1.3 і блокує роботу компаратора напруги. Як тільки на виході генератора з'явиться сигнал низького рівня, транзистор VT1 закриється, зарядка акумулятора припиниться і вступить в роботу компаратор, порівнюючи зразкове напруга, знімається з движка резистора R2, з напругою акумуляторної батареї.

Якщо напруга на батареї менше зразкового, компаратор залишиться в колишньому стані – на його виході (на виході елемента DD1.4) збережеться високий рівень. Генератор почне формування нового довгого імпульсу високого рівня і почнеться черговий цикл зарядки.

Якщо ж напруга на виводах батареї досягає необхідного значення, то в момент, коли на виході генератора з'явиться сигнал 0, компаратор спрацює і на його виході з'явиться низький рівень. Це призведе до перемикання RS-тригера і на його виході з'явиться високий рівень, який зупинить генератор в стані нульового рівня на виході. У результаті транзистор закриється і світлодіод згасне – процес зарядки закінчено.

Всі деталі зарядного пристрою розміщені на друкованій платі, креслення якій зображений на рис. 2. Деталі змонтовані з боку друкованих провідників, а не з протилежного боку плати, як звичайно. Білими крапками на кресленні позначені не отвори, а місця припаювання елементів. Для установки мікросхем кінці їх висновків необхідно зігнути під кутом 90 ° (паралельно поверхні плати).


Рис. 2.

У пристрої замість мікросхем К561ЛЕ5 можна використовувати К176ЛЕ5, К564ЛЕ5; транзистор КП303Е можна замінити на КП307Б, КП302А-КП302В. Світлодіод може бути будь-який, але краще червоного свічення. Стабілітрон VD4 повинен бути на напругу 5 … 6 В. Конденсатори С1, С2-К73-П або МБМ, С4 – К50-6, С3 – неполярні, місткістю від 5 до 50 МКФ – К50-6 або К50-15. Резистор Р2-СП3-3 (СПО), інші НД, МЛТ. Замість КД503Б підійдуть діоди Д220, КД102А, КД103А.

Налагодження пристрою зводиться до встановлення необхідного порогу спрацьовування компаратора резистором R2, він повинен спрацювати, коли напруга акумуляторної батареї без навантаження досягне 9,3 … 9,4 В. Для цього свежезаряженний акумулятор підключають до пристрою, включають його в мережу і резистором R2 добиваються спрацьовування.

При налагодженні движок резистора слід спочатку встановити в праве по схемі положення і потім повільно переміщати його вліво. Для підвищення точності установки цю операцію слід повторити три-чотири рази.

Кілька слів про принцип роботи компаратора. Він виконаний дещо незвично. На один його порівнює вхід надходить фіксоване напругу з движка резистора R2, а другим порівнює входом компаратора фактично служить ланцюг живлення мікросхеми. Тут використана особливість мікросхем структури КМОП, що полягає в тому, що логічні рівні у них не фіксовані і змінюються при зміні живлячої напруги. Вхідна напруга близько 4,3 У сприймається логічним елементом при Uжив = 8 В як рівень 1 (з урахуванням інверсії елементу), а при Uжив = 9,4 На як рівень 0. Так як передаточна характеристика відрізняється від прямокутної, то на ній є зона невизначеності, що може знизити чутливість компаратора. Для усунення цього недоліку в нього введена позитивний зворотний зв'язок через резистор R5.

    І. АЛЕКСАНДРОВ, м. Курськ, Радіо № 5, 1990, стор.39