В далёком 1991 г я приобрёл радиоприёмник Меридиан РП-248. Питался он от встроенной батареи, составленной из четырёх гальванических элементов 316 или аккумуляторов ЦНК-045 (по современной терминологии – типоразмера АА). Чтобы питать приёмник от аккумуляторов, необходим был сетевой блок питания, способный заряжать их номинальным током в течение времени, необходимого для полной зарядки.
Для удобства пользования приёмником с питанием от батареи аккумуляторов в нём был замкнут перемычкой контакт, отсоединяющий встроенную батарею при подключении внешнего источника питания, стало возможным заряжать аккумуляторы без извлечения их из приёмника. Для аккумуляторов определены условия зарядки: это ток 0,1Q (Q – номинальная ёмкость аккумулятора) в течение 15 ч (напряжение на каждом аккумуляторе в конце зарядки – 1,5 В). Следить за этим, как правило, не получается, возникает необходимость в автоматическом зарядном устройстве (АЗУ), не требующем никакого внимания, работающем по принципу “включил и забыл”. Для этого зарядное устройство должно обеспечить указанный режим зарядки до достижения на каждом аккумуляторе напряжения 1,5 В, затем уменьшить зарядный ток до значения 0,01…0,02Q и оставаться в таком состоянии неограниченное время, поддерживая аккумуляторную батарею (АКБ) всегда готовой к работе [1]. Будет удобно, если режим работы АЗУ будет отображаться световой индикацией. Исходя из этой задачи, было разработано автоматическое устройство (рис. 1), содержащее минимум деталей широкого применения – всего потребовались четыре транзистора, которые уже в то время были устаревшими, но подходящими по параметрам для работы в данном устройстве.
Figure. 1
The device operates to this day, and constantly present, at least, about the last 20 years. Radio already reconstructed VHF range is used daily as a radio receiving station in the kitchen. Practice confirms the high reliability of semiconductor devices, unless they operate in well-developed modes and are not defective or counterfeit. However, when building a device, you must check and measure the parameters of each element, especially oxide capacitors, which are the most unreliable elements. With the repetition of this device it is possible to apply many other transistors and diodes, whose maximum permissible parameters exceed magnitude acting in the device.
Powered by network through AZU step-down transformer, electrical safety, followed by the rectifier bridge VD1-VD4. If the power will be used for a STREETCAR connection, to eliminate the so-called multiplier background of diodes to shunt capacitors should be ceramic. Capacitor C1 smooths rectified voltage pulsation, its capacity must be at least 1000 µF for every 100 mA current consumption. Exemplary voltage (9) is removed from the precision concerning VD5. Resistor R1 determines its nominal current stabilization (10 MA). Battery voltage limit (CRA) when reaching full charging is carried out by differential cascade VT1VT2 as follows. The specified voltage, at which you want to limit the charging current is determined by the voltage divider R2R3 and served at the base of the transistor VT1 and VT2 base voltage comes with battery, taking into account the voltage drop of a diode that disables VD7 AZU battery when power on the network. CRA did not yet zarjadilas, the voltage at the base of VT2 is smaller than on the basis of VT1, VT2 and hence closed and led HL2 is not lit. Glows HL1 because VT1 is in Active mode. Current value is determined by the resistance of the resistor R5 and voltage based on VT1 and does not depend on the voltage at its header. This scheme is known as a source of current (it) [2]. Consequently, the voltage drop on resistor R4 will be stable, it will glow HL1, indicating that the charging process of the battery. Current charging it is stable and does not depend on the voltage at the battery, because the VT3 VT4 transistors and form IT.
Особая точность поддержания зарядного тока не требуется, решающее значение имеет ограничение напряжения АКБ при достижении полной зарядки. Точности дифференциального каскада и параметрического стабилизатора напряжения вполне достаточно для решения этой задачи. При достижении напряжения на АКБ, соответствующего полной зарядке, транзистор VT2 переходит в активный режим, появляется его коллекторный ток, начинает светиться светодиод HL2, указывая, что АКБ зарядилась, соответственно ток через VT1 уменьшится, соответственно уменьшится и ток зарядки до величины 0,01…0,02Q, что исключает перезарядку и порчу АКБ. Конденсатор С2 устраняет возможное самовозбуждение, резистор R6 снижает напряжение на коллекторе VT2, а следовательно, и рассеиваемую на нём мощность. Диод VD6 обеспечивает надёжное закрывание транзистора VT4.
Транзистор VT4 можно заменить любым из серий КТ973, КТ814, КТ816 и другими (учитывая ток зарядки и рассеиваемую при этом мощность), VT3 – любым транзистором из серий КТ3102, КТ315, КТ503, а VT1, VT2 – любыми из серий КТ203, КТ208, КТ209, КТ502. Коэффициент передачи тока базы транзисторов – не менее 50.
If you need to charge the CRA large containers and (or) voltage, you can collect AZU, shown in Figure 1. 2, using transistors another structure as being more common. Exemplary and compared him to the base transistor served voltage differential cascade through distributors or directly, depending on the voltage of the battery. So, if the voltage is less than 9 in (Zener voltage d 818 = 9), exclude resistors R9, R11, at VT2 base voltage through a resistor R8 is served and the required voltage charge completion ACB set dividers R3R4R5.
Fig. 2
Если же напряжение АКБ более 9 В, то исключают резисторы R4, R5, а напряжение окончания зарядки устанавливают делителем R8R9R1 1. Ток делителей выбирают в интервале 0,5…1 мА. Резистором R6 выставляется ток зарядки около 10 мА после определения напряжения на базе транзистора VT1. Подбором резистора R1 устанавливают номинальный ток стабилизации стабилитрона VD5 – 10 мА. Диод VD6 ограничивает обратное напряжение на эмиттерном переходе VT2, что может произойти при коротком замыкании в цепи АКБ.
Transistors VT3, VT4 VT5, form a powerful power supply [2]. The first of them is the voltage drop on the resistors R7, R12 can be set to 1 in order that may be required, if the battery voltage is commensurate with the output voltage of the rectifier. When the CRA voltage less than 9, you can eliminate the transistor VT3 and the voltage drop on the resistors R7, R12 select equal to several volts, with reduced power dissipation on the transistor VT5, but need a resistor R12 respectively with greater power dissipation.
Мощность и напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора Т1, электрические параметры диодов VD1-VD4, VD7, транзистора VT5 определяются ёмкостью и напряжением АКБ. Для обеспечения длительной безотказной работы устройства предельные значения параметров полупроводниковых приборов и резисторов должны превосходить действующие в устройстве значения в 2…3 раза. Если предполагается, что устройство будет работать круглосуточно без надзора, особое внимание следует уделить пожарной безопасности. Трансформатор должен быть достаточной мощности, с надёжной изоляцией и небольшим током холостого хода, свидетельствующем об отсутствии насыщения магнитопровода и достаточном числе витков первичной обмотки. Для определения максимально допустимого сетевого напряжения и выявления короткозамкнутых витков полезно снять характеристику намагничивания трансформатора (зависимость тока холостого хода от напряжения на сетевой обмотке). Резкий рост тока холостого хода допустим только при напряжении на обмотке, превышающем номинальное сетевое на 10% (при номинальном 230 В – это 253 В), что свидетельствует о достаточном числе витков первичной обмотки. Корпус АЗУ также должен удовлетворять требованиям пожарной и электробезопасности.
При налаживании следует нагрузить выпрямитель АЗУ током 0,01…0,02Q и установить подбором резистора R6 номинальный ток зарядки (примерно 10 мА), поскольку именно при таком режиме должно происходить ограничение зарядного тока. Затем, в зависимости от напряжения АКБ, выбирают конфигурацию схемы устройства и устанавливают предварительно напряжение ограничения зарядки АКБ. Если это напряжение более 9 В, то, согласно вышеизложенному, базу транзистора VT1 подключают к стабилитрону VD5 через резистор R3, в этом случае напряжение на его эмиттере будет меньше примерно на 0,65 В, т. е. около 8,4 В. Следовательно, при токе около 10 мА ближайший номинал резистора R6 – 820 Ом. Затем определяют номиналы резисторов R7, R12 и необходимость в транзисторе VT3 для достижения требуемого тока зарядки. При измерении тока зарядки светодиод HL1 не должен гореть. Для выполнения этой работы АЗУ нагружают цепью по схеме на рис. 3. Далее подстроечным резистором R11 устанавливают ток 0,01 …0,2Q при напряжении на выходе АЗУ, соответствующем 1,5 В на каждый аккумулятор АКБ.
Fig. 3
If battery voltage less than 9, then exclude the R9, R11, using R3R4R5 dividers set previously, the corresponding voltage charged plus AKB diode voltage drop VD7 then, according to the above, determine the resistance resistors R6, R7, R12 and finally establish voltage charging limits JSCB trimpot R5.
Literature
- Немного о зарядке никель-кадмиевых аккумуляторов. – Радио, 1996, № 7, с. 48.
- Семушин С. Источники тока и их применение. – Радио, 1978, №1, с. 39; №2, с. 44.
Author: Tikhonov, G. Kaltan, Kemerovo region.
