Відомо велика кількість автоматичних зарядних пристроїв, але всі вони призначені, як правило, для роботи з 6 … 12 вольтовими акумуляторами. Пропоноване пристрій розрахований для зарядки акумуляторів напругою 2,5 В, наприклад, для малогабаритної фотоспалахи.

Для спрощення конструкції зарядних пристроїв в даний час широко використовуються електронні аналоги стабілітронів – мікросхема ТL431. Її перевагою є стабільний поріг спрацьовування близько 2,5 В. Однак для забезпечення гістерезису всього пристрою доводиться не тільки ускладнювати схему, але часом і підвищувати поріг спрацювання пристрою як мінімум до 2,75 В. Якщо врахувати, що при цьому за рахунок особливостей схеми зарядного пристрою, зокрема, описаного в [1] (приклад узято як найбільш оригінальне рішення схеми зарядного пристрою з використанням ТL431), то контрольоване напруга акумуляторів не може бути менше 3 … 3,2 В. Природно, використовувати такий пристрій для автоматичного зарядження двох акумуляторів загальним напругою 2,5 В неможливо.

Рис.1. Низьковольтне автоматичний зарядний пристрій
Рис.1. Низьковольтне автоматичний зарядний пристрій

Принципова схема пропонованого зарядного пристрою показана на ри-ках. Трансформатор Т1 знижує мережеве напруга. Застосування бестрансформаторних схем небажано за умовами техніки безпеки.

В авторському варіанті використаний малогабаритний типовий трансформатор Уа4.709.111. Напруга, знімається у вторинній обмотки, випростується мостовим випрямлячем на діодах VD1-VD4 і фільтрується конденсатором С1. Напруга на конденсаторі становить близько 20 В. Можна використовувати практично будь-малогабаритний трансформатор з напругою на вторинній обмотці 10 … 12 В, наприклад, ТВЗ лампового радіо або ТВК телевізора.

На транзисторах VТ1, VТ2 і діодах VD6, VD7 зібраний стабілізатор зарядного струму. Оскільки для фотоспалаху використовувалися акумулятори ємністю 600 мАг, то зарядний струм був обраний близько 60 мА. Якщо потрібно задати менший зарядний струм для акумуляторів, то досить виключити зі схеми діод VD7 або додати схему потенціометр для регулювання напруги на базі VТ2.

Стабілізатор струму працює, коли транзистор VТ1 знаходиться в який проводив стані. Для цього "аналог стабілітрон" DА1 повинен знаходитися у вимкненому стані, тобто напруга на керуючому вході DА1 повинно бути менше 2,5 В. У який проводив стані знаходиться не тільки транзистор VТ1, але і діод VD8. Обидва вони шунтуючих ланцюжок діодів VD9-VD11.

До потенціометри R9 докладено сумарне напругу акумулятора GВ1 та ланцюжки діодів VD9-VD11. Практично на них відбувається падіння напруги близько 4 В. Коли на керуючому вході DА1 напруга досягне 2,5 В, вихідний транзистор мікросхеми перейде в насичене стан, напруга на базі VT1 різко знизиться, і транзистори VТ1 і VТ2 перейдуть у непровідні стан. Для запам'ятовування цього стану в схему введений діод VD8.

Коли VТ1 і VD8 перейдуть у непровідні стан, напруга на ланцюжку діодів VD9-VD11 кілька збільшиться, стрибком зросте напруга на керуючому вході мікросхеми DА1, що ще більше надійно закриє транзистори VТ1 і VТ2.

Струм заряду акумуляторів GВ1 знизиться до 3 … 5 мА. Світлодіод VD6 зеленого кольору світіння гасне, а VD5 червоного кольору світіння запалюється, індіціруя закінчення процесу зарядки акумуляторів.

Настільки незначний струм зарядження акумуляторів компенсує їх саморозряд. Якщо з якої-небудь причини відбудеться більш глибокий розряд акумулятора, не вилучених з зарядного пристрою, то струм їх зарядження після закінчення основного циклу заряду також зросте, хоча світлодіод VD5, як і раніше відображає закінчення процесу зарядки акумуляторів. Таким чином, акумулятори можуть бути підключені до зарядного пристрою необмежено довго (наприклад, зарядка закінчилася ввечері, а акумулятори вилучені з зарядного пристрою, включеного в мережу, тільки вранці).

Як підлаштування резистора R9 бажано використовувати багатооборотні СП5-2. Це полегшить настройку пристрою. Діод VD12 охороняє транзистор VТ2 від виходу з ладу під час подачі зворотного напруги на колектор транзистора від батареї GВ1. Конденсатори С2, С3 прискорюють процес переходу транзисторів VТ1 і VТ2 в закритий стан. Їх місткість не критична і може відрізнятися в кілька разів. Номінали інших елементів схеми також можуть відрізнятися більш ніж на 20%, що не вплине на працездатність всього пристрою.

Налаштування схеми вкрай проста. Досить попередньо встановити напругу на вході мікросхеми DA1 менше 2,5 В. Для цього движок потенціометра R9 наближають до нижнього за схемою висновку. Попередньо повністю заряджені акумулятори GB1 підключають до зарядного пристрою. Після включення зарядного пристрою в мережу запалюється світлодіод VD6 зеленого кольору світіння, сигналізуючи про заряд акумулятора.

Збільшуючи напруга на вході мікросхеми DA1 до 2,5 В шляхом повільного обертання движка потенціометра R9, домагаються погасне світлодіода VD6 та запалювання світлодіода VD5 червоного кольору світіння. Практично на цьому налаштування пристрою закінчується.

Для перевірки достатньо, не відключаючи від схеми акумулятори GB1, знеструмити зарядний пристрій на кілька секунд, потім знову підключити його до мережі. Світлодіод зеленого кольору світіння повинен запалитися (Включається зарядка акумуляторів) і через нетривалий час згаснути, потім повинен спалахнути світлодіод червоного кольору світіння.

Доцільно при експлуатації спочатку встановити акумулятори в корпус зарядного пристрою, а потім через 5 … 10 з включити пристрій в мережу. При цьому запалюється світлодіод VD6, практично гасне світлодіод VD5, і починається процес заряду акумуляторів. Погас світлодіода VD6 та запалення світлодіода VD5 свідчить про закінчення зарядки акумуляторів. Транзистор VТ1 монтується без радіатора, а для VТ2 застосований невеликий радіатор.

Література

1. Нечаєв І. Автоматичний зарядний пристрій / / Радіо. – 2002. – № 3. – С.30-31.

Є.Л. Яковлєв, м. Ужгород
Радіоаматор 2005 № 07