В даний час з-за відсутності в продажу елементів живлення типу СЦ (СЦ-21, СЦ-57 і т.д.), а також внаслідок постійно зростаючій їх вартості, стає проблемою експлуатація наручних електронних і кварцових годин, кишенькових електронних ігор, слухових апаратів та інших побутових електронних пристроїв, що використовують ці елементи в якості джерел живлення. Пропоноване мною пристрій дозволяє продовжити термін служби даних елементів приблизно в 1,5 – 2 рази, а, отже, відсунути на час турботи, пов'язані з їх заміною.

Відомо, що якщо через розряджений елемент живлення типу СЦ (батарейку) протягом певного часу пропускати зарядний струм, рівний 0,1 – 0,5 від його номінальної ємності, можливе часткове відновлення елементом своїх параметрів (ємності, напруги, розрядного струму).

Процес зарядки здійснюється джерелом постійного струму, вмикання і вимикання якого проводиться автоматично тригером Шмідта в залежності від ступеня зарядки батареї, яка визначається рівнем напруги на ній. Перетворення змінної напруги мережі в постійне, необхідну для живлення пристрою, здійснюється за допомогою конденсатора, що виконує роль гасящего резистора з реактивним опором змінному струмі, і двухполупериодного випрямляча.

Струми зарядки елементів живлення обрані після поділу батарейок на групи в залежності від їх номінальної ємності (табл.1), а пороги спрацювання пристрою – виходячи з практичних результатів. Напруга порогу відключення струму зарядки (2,0 В) взято приблизно на 0,5 В вище номінальної напруги елементів живлення (1,52 В), оскільки вимірювання рівня напруги на батарейці та порівняння його з пороговим рівнем напруги тригера Шмідта проводиться без навантаження.

Джерело струму зарядки батарей складається з транзисторів VT1, VT2, діода VD2, світлодіода HL1 і резисторів R8 і R9. Транзистор VT1 працює в ключовому режимі і управляє джерелом струму. Світлодіод HL1 є одночасно джерелом зразкового напруги, яка подається на базу регулюючого транзистора VT2, і індикатором режимів роботи пристрою. Резистор R8 обмежує струм через світлодіод. Подстроечним резистором R9 встановлюється необхідний струм зарядки в залежності від типу елемента. Калібрування резистора проводиться під час налаштування. Діод VD2 запобігає розрядку батареї через пристрій у разі відключення його від джерела живлення. Конденсатори С4, С5 утворюють гасить "резистор" для частини змінної напруги мережі. За допомогою випрямляча на діодах VD4, VD5, конденсатора СЗ, що згладжує пульсації випрямленої напруги, і стабілітрона VD3 досягається необхідне постійне напруження. Номінальний струм стабілізації стабілітрона визначається ємністю конденсаторів С4, С5. Резистор R12 служить для розряду конденсаторів С4, С5 після відключення пристрою від напруги мережі.

Тригер Шмідта, що реалізує функцію вимкнення джерела струму при досягненні на батарейці рівня напруги 2,0 В, і включення його при зниженні напруги до 1,45 В, виконаний на мікросхемі DA1. Резистори R1, R2 задають поріг відключення компаратора, а резистори R3 і R2 визначають ширину петлі гістерезису тригера Шмідта. Резистор R4 є навантажувальним для кінцевого каскаду мікросхеми. Конденсатор С2 знижує ймовірність помилкового спрацьовування компаратора. Стабілітрон VD1, конденсатор С1 і резистор R5 – елементи параметричного стабілізатора, яке живить тригер Шмідта.

Пристрій працює наступним чином. Встановлюється елемент, що підлягає відновленню, із залишковим напругою на ньому не менше 1 В. Після цього пристрій включається в мережу. Якщо напруга на батареї менше 1,45 В, то рівень напруги, що знімається з резистора Rl1, буде менше порогу відключення пристрою поки не досягне 2 В. Весь цей час па виході мікросхеми DA1 підтримується рівень логічної "1" – джерело струму включений. Якщо в пристрій вставлена ??нова батарейка з напругою великим 1,45 В (1,52 В), стан DA1 при включенні в мережу пристрою не зміниться завдяки позитивним зворотним зв'язку через резистор R3. Напруга на виході DA1 дорівнюватиме рівню логічного "0".

У разі використання замість зазначеної мікросхеми компаратора К554СА3 необхідно змінити малюнок друкованого монтажу. Стабілітрон VD4 – будь-який, розрахований на напругу стабілізації від 12 до 15 В. Стабілітрон VD2 – будь-який з напругою стабілізації 9 В. Конденсатор С3 – типу К52-16, конденсатори С1 і С2 – будь-якого типу. Транзистор VT1 можна замінити будь-яким із серії КТ315, КТ3102, КТ503. Діоди VD5, VD6 – будь-які випрямні, розраховані на зворотне напруга не менше 400 В. Конденсатори С4, С5 – типу К73-17 на напругу не менше 250 В. підлаштування резистори повинні бути типу СП3-19 або будь-які інші (необхідно тільки змінити малюнок друкованого монтажу під необхідний тип резистора). Постійні резистори – типу МЛТ.

Всі деталі пристрою розміщуються на друкованій платі (рис.2 і 3), яка кріпиться за допомогою чотирьох гвинтів у корпусі відповідного розміру (рис.4). Виняток становить світлодіод HL1. Його установка залежить від кришки корпусу. Якщо вона прозора, він встановлюється на платі, якщо ні – світлодіод кріпиться клеєм "Момент" в спеціально просвердлений отвір у кришці корпусу. Резистор R9 встановлюють з боку друкованих провідників. У корпусі необхідно передбачити отвір для нього. На друкованій платі також існують отвори для кріплення двох штирів з різьбою від розібраної розетки. Вони кріпляться на платі за допомогою гайок. Такі розетки широко поширені в професійній контрольно-вимірювальної апаратури (осцилографи, джерела живлення і т.д.). Кріплення елемента харчування здійснюється плоскою пружиною, яка закріплюється на штирі, з'єднаному з загальним проводом пристрою. Плюсової контакт батарейки встановлюється на спеціальну контактну площадку друкованої плати, У корпусі для цієї мети передбачається отвір. Плоска пружина для кріплення батарейки у пристрої виготовляється з контакту від телеграфного чи телефонного реле, наприклад, типу МКУ. З огляду на те, що пристрій має бестрансформаторних живлення від мережі змінного струму напругою 220 В, що становить небезпеку для життя людини, пропонується наступна послідовність налаштування.

1. Ретельно перевірити правильність розташування провідників друкованої плати на відповідність електричної схемі і на відсутність замикання між провідниками.

2. Встановити на плату елементи С4, С5, VD4, VD5, RI2, С3 і VD3.

3. Підключити вхід пристрою до мережі змінного напруги.

4. Переконатися, що напруга на стабілітроні відповідає номіналу.

5. Встановити на друковану плату залишилися радіоелементи і перевірити правильність їх розташування.

6. Замість елемента GB1 підключити амперметр.

7. Подати на пристрій напругу живлення і резистором R2 (движок резистора R9 в середньому положенні) домогтися загоряння світлодіода НL1.

8. Після цього зміною опору резистора R9 відградуювати його для струмів 1,5; 3 і 10 мА, контролюючи струм по амперметру.

9. Замість елемента GB1 підключити резистор опором 1 МОм і подати з зовнішнього джерела живлення на верхній за схемою виведення резистора R10 напруга порога виключення тригера Шмідта, рівне 2 В.

10. Зміною опору резистора R2 домогтися згасання світлодіода HL1 (у вихідному положенні від повинен горіти). При зменшенні напруги зовнішнього джерела до 1,45 В світлодіод повинен загорітися.

11. Якщо ширина петлі гістерезису не відповідає 0,55 В, необхідно підібрати резистор R3, кожен раз повторюючи настройку порогів тригера Шмідта.

Через дуже малої петлі гістерезису (близько 500 мВ) компаратора рекомендується підкоригувати пороги спрацьовування. Для цієї мети необхідно зробити зарядку батарейки до рівня 2 В і зафіксувати резистором R2 верхній поріг відключення джерела струму.

Можливий спрощений варіант роботи пристрою. У цьому випадку зі схеми необхідно виключити резистор R3. Джерело струму тепер буде включений при напрузі на батарейки меншому 2 В і відключиться при переході через цей поріг.

Джерело: Д. Зайцев, журнал "Радіоаматор".