Зарядное устройство с автоматическим выключением для аккумуляторного фонаря

Зарядное устройство с автоматическим выключением

В большинстве простейших зарядных устройств для никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, применяемых, например, в карманных фонарях, не предусмотрено автоматическое прекращение зарядки. Сигнализирующий о её ходе светодиод зачастую продолжает светиться (иногда с пониженной яркостью) и после того, как батарея зарядилась полностью. Так, существует опасность выхода из строя некоторых элементов включённого в сеть зарядного устройства при нарушении контакта в цепи заряжаемой батареи.

Предлагаемое устройство, схема которого изображена на рисунке, за счёт незначительного усложнения лишено этих недостатков. Зарядка автоматически прекращается по достижении напряжением на аккумуляторной батарее заданного значения.

Ток зарядки зависит от ёмкости "гасящего" конденсатора С1. Применение двухполупериодного выпрямителя (диодного моста VD1—VD4) позволило вдвое уменьшить ёмкость этого конденсатора по сравнению с требующейся при однополупериодном выпрямителе. Это даёт возможность использовать конденсатор меньших размеров Пока тринистор VS1 закрыт, выпрямленный ток течёт через светодиод HL1 и заряжает батарею GB1. Свечение светодиода сигнализирует об идущей зарядке.

Напряжение открывания тринистора VS1 зависит от номиналов резисторов R4 и R5. Как только оно будет достигнуто, тринистор откроется, падение напряжения на нём станет меньше напряжения батареи. Светодиод HL1 окажется включённым в обратной полярности. Весь выпрямленный ток потечёт теперь через тринистор, а не через светодиод и батарею. Зарядка прекратится, а светодиод погаснет.

Благодаря конденсатору С2 ток через тринистор не спадает до нуля по окончании каждого полупериода сетевого напряжения, что могло бы привести к закрыванию тринистора. Он остаётся открытым до отключения устройства от сети. Тринистор откроется и при случайном или преднамеренном отключении аккумуляторной батареи, не давая напряжению на конденсаторе С2 превысить допустимое значение и этим защищая его и диоды VD1 —VD4 от пробоя.

Для налаживания устройства устанавливают в него временно вместо постоянного резистора R4 переменный сопротивлением 100 кОм и подключают частично заряженную батарею из трёх никель-кадмиевых аккумуляторов, последовательно с которой соединён переменный резистор сопротивлением 100...200 Ом. Батарея включается на зарядку, причём суммарное напряжение на .ней и последовательном переменном резисторе его движком устанавливают равным 4,3...4,4 В, что соответствует рекомендованному в статье В. Кириченко "Устройства контроля зарядки и разрядки аккумуляторов ручного фонаря" в "Радио", 2001, № 7, с. 36, 37

Медленно уменьшая сопротивление переменного резистора, заменившего R4, добиваются выключения светодиода HL1. Переменный резистор выпаивают, измеряют его сопротивление и заменяют постоянным ближайшего номинала. Далее устанавливают на минимум движок переменного резистора, включённого последовательно с батареей, и вновь начинают зарядку. Постепенно увеличивая сопротивление этого резистора, убеждаются, что светодиод погаснет, а зарядка прекратится при том же напряжении на батарее и резисторе, что и в первом случае. Теперь можно, исключив переменный резистор, подключить батарею непосредственно к зарядному устройству.

Конденсатор С1 должен быть рассчитан на работу при переменном напряжении частотой 50 Гц не менее 250 В. Учтите, что на конденсаторах, как правило, указано допустимое постоянное напряжение. Оно должно быть не менее 630 В. Ёмкость конденсатора выбирают из расчёта 0,1 мкФ на каждые 6 мА зарядного тока (при напряжении в сети 220 В). Диоды и тринистор могут быть любыми, выдерживающими с некоторым запасом зарядный ток аккумулятора и напряжение полностью заряженной батареи, желательно малогабаритными.

Тринистор КУ103А можно заменить более современным и имеющим меньший ток управления, например КУ112А. Если наблюдаются его ложные включения под воздействием помех, между выводами катода и анода тринистора рекомендуется подключить керамический или плёночный конденсатор ёмкостью 0,01...0,1 мкФ.

Автор использовал описанное устройство для зарядки установленной в карманном фонаре батареи аккумуляторов неизвестного типа, по внешнему виду и размерам похожих на аккумуляторы Д-0,26. Монтируя и налаживая зарядное устройство, следует помнить, что все его элементы находятся под сетевым напряжением.