В практике обслуживания и ремонта электронной аппаратуры часто возникает необходимость проверки различных аккумуляторных батарей (АКБ). Для этого автор предложил применять простейший пробник [1], который также можно использовать совместно с каким-либо подходящим источником питания для восстановления и зарядки АКБ в автономном режиме.
Для этого можно использовать как штатный, так и любой другой сетевой адаптер (СА), обеспечивающий на выходе постоянное напряжение, величина которого должна превышать номинальное напряжение АКБ настолько, чтобы в цепи зарядного устройства (ЗУ), собранного по схеме, показанной на рис. 1, установился зарядный ток необходимый величины.
Рис. 1
Если точные данные об имеющемся СА отсутствуют, пробник, благодаря наличию диода, позволяет вначале определить полярность напряжения на выходном разъеме и примерную величину этого напряжения в нагрузке— маломощной лампе накаливания EL1 (по яркости ее свечения). При подключении к устройству даже глубоко разряженной АКБ ЗУ позволяет ограничить максимальный зарядный ток на допустимом, безопасном для аккумуляторов уровне.
Помимо этого, лампа пробника EL1 будет также служить универсальным элементом, одновременно обеспечивающим примерную установку, достаточную стабилизацию и индикацию величины зарядного тока на протяжении всего процесса зарядки. Это достигается благодаря свойству металлических сплавов (из которых изготавливают нити накала ламп) значительно увеличивать свое сопротивление току при нагреве.
Прямое подключение АКБ к источнику питания без наличия в цепи какой-либо балластной нагрузки в большинстве случаев недопустимо, так как при малом внутреннем сопротивлении зарядный ток может оказаться очень большим. Внутреннее сопротивление никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов (например, типа АА), приводимое в справочной литературе, составляет 0,01…0,1 Ом. У старых аккумуляторов оно может оказаться в несколько раз больше.
В данном случае это обстоятельство играет существенную роль, так как предлагается методика восстановления работоспособности АКБ после глубокой разрядки, вследствие чего заряд с помощью „штатного” ЗУ стал невозможен. Чаще всего подобное происходит с АКБ сотовых телефонов, а также в современных моделях радиотелефонов, где зарядка осуществляется вначале большим током, с постепенным снижением до определенной величины (то есть в ускоренном режиме с автоматическим контролем ее процесса и состояния АКБ).
Чтобы попытаться восстановить разряженные АКБ (то есть создать начальные условия для проверки возможности их дальнейшей эксплуатации), их необходимо частично или полностью зарядить в обычном режиме. Для этого достаточно собрать „временное” ЗУ из элементов, которые есть под руками (см. рис. 1). Наличие в цепи ЗУ диода VD1 необходимо для предотвращения возможной разрядки АКБ, если по какой-либо причине СА окажется в обесточенном состоянии.
Некоторые АКБ удается восстановить только после нескольких полных циклов заряда-разряда. Разряжать АКБ можно через пробник, контролируя по свечению лампы окончание процесса, когда напряжение при определенном токе нагрузки начнет резко падать. Обычно в литературе [2, 3] рекомендуют разряжать АКБ до напряжения, численно равного количеству составляющих ее аккумуляторов, то есть пока на каждом аккумуляторе не установится напряжение около 1 В. Эту минимальную величину называют конечным напряжением или напряжением отсечки (начальное напряжение обычного заряженного элемента АКБ может составлять 1,5…1,4 В, номинальное— 1,2 В и конечное— 1 В).
При необходимости, для контроля величины зарядного тока в цепь вместо перемычки ХР1, ХР2 включают миллиамперметр на ток 100…200 мА. Можно использовать как обычный, так и универсальный измерительный прибор, в том числе и цифровой мультиметр.
Рассмотрим на конкретном примере восстановление NiMH АКБ типа 3000016 с номинальным напряжением 4,8 В и емкостью 500…650 мА•ч, применяемых в сотовых телефонах фирмы Ericsson. Для этого использовался СА типа КХ-AIIBM от бесшнурового телефона фирмы Panasonic и пробник с лампой накаливания EL1 (12В, 100 мА) и диодом VD1 типа 1N4004. При испытании устройства, собранного по схеме на рис. 1, с различными экземплярами вышеуказанных АКБ после глубокой разрядки, зарядный ток в начале цикла не превышал 110 мА, при этом лампа светилась с полной яркостью.
По мере заряда ток уменьшался до 60 мА, а яркость свечения лампы уменьшалась пропорционально току примерно в два раза. При измерении зарядного тока, составляющего более 50 мА, следует учитывать величину внутреннего сопротивления самого прибора, которое, например, у цифровых мультиметров разных типов на пределе 200 мА может составлять 3…7 Ом.
При их подключении величина зарядного тока соответственно будет снижаться, причем при больших значениях тока разница может быть существенной. Учитывая это и используя тот же принцип работы, можно собрать простое, но более совершенное универсальное ЗУ с возможностью дискретной и плавной регулировки зарядного тока (рис. 2). Дискретная установка тока заряда осуществляется переключателем SA1 благодаря использованию двух однотипных ламп накаливания EL1 и EL2, а плавная регулировка— потенциометром R1.
Рис. 2
Ее производят в начале, в течение некоторого промежутка времени, пока АКБ наберет заряд, при котором понижение величины зарядного тока станет медленным и менее значительным. После этого измерительный прибор PAI можно отключить, предварительно установив переключатель SA2 в верхнее по схеме положение, и контролировать процесс по яркости свечения ламп.
Более широкие возможности дает использование универсального СА, снабженного переключателем выходного напряжения. Потенциометр R1 лучше применить проволочного типа. Номинал резистора R2 подбирают для компенсации внутреннего сопротивления измерительного прибора PAI. Лампы накаливания EL1, EL2 можно использовать на 12В, 100 мА (для АКБ, зарядный ток которых не превышает 200 мА).
Владимир Ефремов
Литература:
1. Ефремов В. Пробники для тестирования источников питания. „Ремонт & Сервис”, № 3, 2001, с. 58-59.
2. Подушкин И. Как продлить „жизнь” Ni-MH аккумуляторных батарей для сотовых телефонов. „Радио” № 4, 2004, с. 33.
3. Варламов Р.Г. Современные источники питания. Справочник. М., ДМК, 1998.
4. Ростов А. Ремонт и восстановление аккумуляторных батарей, используемых в современных портативных аппаратах. „Ремонт & Сервис”, № 6, 2000, с. 56-57.
РС9-2005
