Вашему вниманию предлагается автоматическое разрядное устройство для четырех одиночных Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов. Устройство позволяет с высокой точностью оценить емкость каждого аккумулятора, так как имеет четыре независимых канала разрядки стабильным током с возможностью наращивания их числа.
В настоящее время появилось много портативных устройств, для питания которых используются Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы. Большое число циклов заряд-разряд (около 1000) такие аккумуляторы могут обеспечить только при условии их правильного применения. Например, в большинстве цифровых фотоаппаратов и аудиоплееров используются пальчиковые аккумуляторы типоразмера АА. При больших перерывах в их использовании происходит постепенная саморазрядка аккумуляторов и впоследствии — потеря емкости.
Для восстановления емкости аккумуляторов необходимо произвести не менее трех циклов зарядка-разрядка (такая функция, например, есть в некоторых моделях мобильных телефонов Siemens, укомплектованных Ni-MH аккумуляторами).
Рис.1
Предлагаемое устройство, схема которого приведена на рис.1, обеспечивает разрядку аккумуляторов типоразмера АА (можно и других типоразмеров) до напряжения 1В током 0,5 или 1А. Разряжать током 1 А рекомендуется только аккумуляторы с емкостью более 1 А/ч.
В данном устройстве для обеспечения простоты и надежности исключены какие-либо регулировки. Источником опорного напряжения является интегральный параллельный стабилизатор DA1 типа TL431, а делитель напряжения из резисторов R2 — R6 обеспечивает ряд выходных напряжений для стабилизаторов разрядного тока — 1, 0,5 и 0,25В.
В качестве регулирующего элемента выбран полевой транзистор, так как он в статическом режиме практически не потребляет энергии по цепи управления и обладает намного меньшей крутизной передаточной характеристики, чем биполярный транзистор, что позволяет подключать его затвор непосредственно к выходу операционного усилителя.
Принцип работы устройства рассмотрим на примере первого канала, выполненного на ОУ DA2.1 и DA2.4.
При подключении заряженного аккумулятора на неинвертирующий вход микросхемы DA2.1 поступает напряжение с аккумулятора. Оно превышает опорное напряжение 1 В, поступающее на инвертирующий вход этого ОУ. В результате уровень на выходе DA2.1 максимален (близок к напряжению питания). Светодиод HL1 при этом светится. Начинает работать стабилизатор тока, который выполнен на элементах DA2.4 и VT1. Датчиком тока здесь являются два включенных параллельно резистора R27, R28.
При снижении напряжения на разряжаемом аккумуляторе до 1 В на выходе DA2.1 уровень начинает снижаться, при этом в определенный момент открываются диоды сборки VD1, что приводит к снижению напряжения на затворе VT1 и, в результате, к снижению разрядного тока. Светодиод HL1 гаснет, что свидетельствует о конце разрядки аккумулятора. Емкость аккумулятора можно определить, умножив значение разрядного тока на время, прошедшее от начала процесса до момента погасания соответствующего светодиода.
Резисторы, установленные в цепях затворов VT1—VT4, и конденсаторы между выходами и инвертирующими входами обеспечивают их устойчивость.
Вместо диодных сборок VD1—VD4 можно применить любые кремниевые диоды, например, КД521 или КД522 с любыми буквенными индексами. Транзисторы VT1—VT4 — любые МОП транзисторы с сопротивлением канала не более 0,4 Ом в открытом состоянии и мощностью рассеяния не менее 1 Вт, например IRF540, IRF640, BUZ11 и т. д. В качестве DA2, DA3 можно использовать К1401УД2, выводы питания при этом поменять между собой.
Резисторы R2—R6, R27—R34 с допуском 5%, у остальных отклонение номинала от указанного на схеме может быть до 50%. Транзисторы VT1—VT4 на теплоотвод можно не устанавливать, т. к. мощность рассеяния на них не превышает 1 Вт.
В авторском варианте устройство размещено в корпусе от зарядного устройства ЗУ-95 отечественного производства, пришлось только извлечь из него металлические штыри, играющие роль сетевой вилки.
Питать устройство можно от любого стабилизированного или нестабилизированного источника напряжением 10... 15 В, ток потребления не превышает 30 мА.
Сергей Мищенко
C4-2006
Материал подготовил Б. Дергачёв
