ПОД КОНТРОЛЕМ — АККУМУЛЯТОРЫ

В моделизме для питания аппаратуры чаще всего используются дисковые и цилиндрические никель-кадмиевые аккумуляторы. Они имеют большой срок службы, однако при неправильном заряде и разряде он резко сокращается.

Максимальный разрядный ток ограничен техническими условиями. Снижение ЭДС ниже 1 В на элемент ведет к потере начальной емкости аккумулятора. Заряжать же его следует неизменным током до величины ЭДС 1,35 В на элемент. Эти параметры в процессе заряда следует контролировать.

Контроль за правильной эксплуатацией батареи из десяти аккумуляторов Д-055С с успехом осуществляют два электронных помощника-автомата, с которыми и предлагаем ознакомиться.

Первый автомат производит заряд неизменным током до максимального значения ЭДС батареи 13,5 В (1,35 В на один элемент) независимо от степени разряженности, а затем отключается от сети и переходит в режим измерения ЭДС на зажимах аккумулятора. При снижении ЭДС на 0,15 В автомат включается.

Устройство состоит из генератора стабильного тока на транзисторе VT1 (рис. 1), элемента сравнения напряжения V15, VT6, электронного ключа на VT4 и тринисторе VS1. Генератор стабильного тока поддерживает неизменным зарядный ток, заданный резистором R4 и сопротивлением балластно-индикаторной лампы HL1.

Элемент сравнения — триггерный. Подстроечным резистором R12 устанавливают момент окончания заряда при достижении максимальной ЭДС на зажимах аккумулятора.

К подбору радиоэлементов автомат некритичен: вместо указанных на схеме полупроводниковых приборов можно применить близкие по параметрам аналоги.

Сетевой трансформатор — любой маломощный с напряжением на вторичной обмотке 25—30 В. Автомат удобно питать от трансформатора паяльного набора П4-25/220. Резистор R12 желательно использовать марки СП5-1 или СП5-2.

Настройку начинают с генератора стабильного тока. На макете собирают узел из элементов VT1, R3, С1. R3 временно заменяют «подстроечником» на 1 — 1,5 кОм. Питая узел от источника, с которым будет работать автомат, устанавливают ток через стабилитрон равным 5— 10 мА. Остальную часть можно настраивать на рабочей плате.

Резистором R4 устанавливают начальный ток заряда, контролируя по авометру. Если предполагается заряжать разные аккумуляторы (например 7Д-0,1), R4 заменяется переключателем с набором заранее подобранных резисторов. Максимальную ЭДС на аккумуляторе контролируют авометром, вращая R12 до погасания HL1. Последнюю операцию можно для уверенности повторить, и больше каких-либо настроек в процессе работы не потребуется.

Печатная плата зарядного автомата — на рисунке 2, а ее внешний вид — на рисунке 3.

Второй автомат — разрядный, конструктивно объединен с батареей аккумуляторов (рис. 4), которую защищает от случайных коротких замыканий и глубокого (ниже 10 В) разряда, позволяет регулировать выходное напряжение от 4,5 до 10 В, имеет светодиодный измеритель состояния.

Стабилитрон VD1 и транзисторы VT1, VT2 (рис. 5) закрываются при разряде батареи глубже 10 В. Стабилизатор напряжения компенсационного типа с защитой от перегрузок выполнен на транзисторах VT5—VT7. Состояние батареи легко контролировать по индикатору (на светодиодах VD2, VD3, транзисторах VT3, VT4 и стабилитроне VD4), нажав кнопку SB1 «контроль».

К подбору деталей автомат также некритичен. Важно только, чтобы VT1 был германиевым и выдерживал ток нагрузки; к тому же у него меньше величина падения напряжения между коллектором и эмиттером. Светодиоды можно заменить на АЛ102. Диод VD6 может быть серии КД503.

Настроить автомат несложно. Сначала проверяют работу ограничителя на транзисторах VT1, VT2. Делать это удобно на макете. К эмиттеру VT1 подключают в качестве нагрузки лампочку с током до 100 мА. Аккумулятор заменяют источником питания с изменяемым выходным напряжением. Наблюдают за лампой нагрузки. При снижении напряжения до 10 В лампа должна резко погаснуть. Возможно, потребуется подобрать точнее стабилитрон.

Теперь настраивают «вольтметр» совместно с ограничением (нагрузка прежняя). Устанавливают выходное напряжение источника питания 13,5 В, соответствующее ЭДС полностью заряженного аккумулятора. Подстроечным резистором R3 добиваются свечения одного светодиода. Затем снижают напряжение питания; при 11,5—12 В должны гореть примерно одинаково оба светодиода, около 10,5 В — только второй светодиод. В случае необходимости можно изменить «остроту» реагирования индикатора с помощью резистора R4.

Кнопка SB1 «контроль» — любая, включая самодельную. Стабилизатор настраивают, начиная с цепочки R6, VT5, VT6. Резистор R6 нужно подобрать таким, чтоб ток через стабилитрон VD5 при напряжении питания 10 В был 3,5—4 мА.

Применение полевого транзистора VT5 необязательно. Поэтому его можно исключить и заменить резистором. Но он улучшает стабильность работы стабилизатора и повышает экономичность. Величину резистора R8 подбирают по необходимому току срабатывания защиты от короткого замыкания. Сделать его самому несложно. Потребуется отрезок (2—3 см) тонкого нихромового провода, который наматывают на резистор МЛТ-1 100 кОм и подпаивают к выводам. Уменьшая длину этого провода, увеличивают ток срабатывания защиты.

Отработав макет, автомат собирают на печатной плате. Движок резистора R10 полезно отградуировать с указанием выходного напряжения.

Печатная плата на рисунке 6. Разъем, соединяющий зарядный и разрядный автоматы, используют готовый или самодельный. Платы обоих автоматов изготовлены из фольгированного стеклотекстолита по радиолюбительской технологии.

Е. НАЗАРОВ, г. Севастополь