Зарядное устройство со звуковой сигнализацией

Устройство предназначено для зарядки аккумуляторных батарей малой емкости от источника напряжения 9..Л5 В, в качестве которого может быть компьютерный блок питания, бортовая автомобильная сеть J2 В, лабораторный блок питания и т.п., допускающими ток нагрузки не менее I А. Конструкция рассчитана на одновременную зарядку четырех аккумуляторных элементов, включенных последовательно. Основное ее назначение — зарядка аккумуляторных батарей, эксплуатируемых в детских электрифицированных игрушках или в других аппаратах, где автономный источник питания состоит из четырех последовательно включенных аккумуляторных элементов.

На 1 показана схема несложного в повторении устройства для зарядки аккумуляторных батарей на номинальное напряжение 4,8 В (1,2 В х 4 шт.) емкостью 0,5…4 Ач (элементы типоразмера АА, ААА и др.). Устройство состоит из двух функциональных узлов: зарядного узла (VT1, VT2) и узла сигнализации окончания зарядки (VT3-VT7). Напряжение питания на узлы зарядного блока поступает через самовосстанавливающийся предохранитель FU 1. Зарядка аккумуляторной батареи производится не постоянным стабилизированным током, а уменьшающимся по экспоненте [1]. В начале зарядки ток максимален, а по мере зарядки аккумуляторов и роста напряжения на контактах батареи, зарядный ток уменьшается. Максимальный ток, который будет в начале процесса зарядки, зависит от выходного напряжения параметрического стабилизатора, выполненного на R1-R4, R6, R7, VD1, VD2, VT1, VT2, и остаточного напряжения разряженной батареи (около 4 В). Его максимальная величина, в основном, ограничивается сопротивлением резистора R4, сопротивлением самовосстанавли- вающегося предохранителя и внутренним сопротивлением заряжаемой батареи.

Для настройки этого узла вместо заряжаемой батареи СВ1 подключают резистор сопротивлением 2 кОм. Нужное выходное напряжение устанавливают подбором стабилитрона УЭ1 (грубо) и регулировкой резистора R2 (точно). Если устройство будет предназначено для зарядки аккумуляторной батареи, состоящей из четырех никель-кадмие- вых элементов, то напряжение устанавливают около 5,4…5,6 В (1,35… 1,4 В на элемент). Таким образом, исключается перезарядка аккумуляторов, так как рост напряжения на заряжаемой батарее ограничен выходным напряжением стабилизатора. Если устройство будет использоваться для зарядки батарей аккумуляторов разных химических систем или аккумуляторов с емкостью меньшей чем 0,5 Ач, то последовательно с резистором R4 необходимо включить переменный проволочный резистор сопротивлением 47… 1 00 Ом мощностью 5 Вт, например, типа ППБ-ЗА, с помощью которого можно будет оперативно задать максимально допустимый начальный зарядный ток для конкретного типа аккумуляторов. Резистор R6 предназначен для того, чтобы продолжить зарядку батареи небольшим током (около 2 мА), после того, как напряжения на выходе стабилизатора и заряжаемой батареи уравняются. Это позволит избежать возможного хронического недозаряда ^ аккумуляторной батареи, например, из-за ее старения, из-за неправильной установки выходного напряже- г ния стабилизатора и/или температурной нестабильности параметров элементов стабилизатора. Диод У02 предотвращает разряд батареи при отключении зарядного устройства от источника питания.

Узел сигнализации окончания зарядки работает следующим образом. Когда напряжение на заряжавмой батарее GBl достигнет заданного уровня, на выходе триггера Шмитта, выполненного на полевых транзисторах VT3, VT4, низкий уровень напряжения сменится на высокий, транзистор VT5 откроется, мигающий светодиод НИ начнет вспыхивать. В такт его вспышкам будет изменяться звуковой тон генератора, выполненного на однопереходном транзисторе VT6.

На транзисторе УТ7 выполнен ключевой усилитель звукового сигнала. Если на месте ВБ1 будет использован капсюль с относительно большой индуктивностью, например малогабаритная динамическая головка, капсюль от разговорного узла телефонного аппарата, то его необходимо будет зашунтировать диодом. Диод надо включить анодом к «+» конденсатора СЗ, а катодом к коллектору транзистора УТ7.

Если сочтете необходимым отказаться от звукового сигнала окончания зарядки, то элементы 114-119, С5, УТ6, УТ7, ВЕ1 исключаются, а резистор 113 устанавливают сопротивлением 470 Ом. В таком случае, чтобы своевременно узнать об окончании зарядки аккумуляторов, мигающий светодиод НИ потребуется вынести на переднюю панель корпуса устройства. Поскольку, на последнем этапе заряда аккумуляторов они заряжаются током, значительно меньшим 10% от емкости аккумуляторной батареи, то даже если вы забудете об аккумуляторной батарее на несколько дней, она не будет испорчена.