В помощь радиолюбителю. Выпуск 13

В том случае, если выбран режим, при котором окончание зарядки определяется истечением определенного промежутка времени, резисторы R7, R8 и терморезистор R10 не устанавливаются, а время зарядки выбирается с помощью установки перемычек Т1-Т3 в соответствии с табл. 1. Этот вариант зарядки используется как запасной, то есть в том случае, если по каким-либо причинам нельзя провести окончание зарядки с помощью контроля падения напряжения на аккумуляторе.

Микросхема IC1 (LM317) в предлагаемой конструкции используется в качестве источника постоянного тока. Такая схема включения должна обеспечить постоянное напряжение величиной 1,2 В между выводами ADJ и OUT данной микросхемы. Поскольку между указанными выводами включен резистор R3, через который протекает ток зарядки, этот ток всегда будет иметь величину, при которой падение напряжения на резисторе R3 равно 1,2 В.

Для корректного распознавания момента окончания зарядки аккумулятора при падении напряжения на его контактах необходимо обеспечить наличие на выводе 1 (V_sen) микросхемы IC2 напряжения, соответствующего напряжению одного элемента аккумуляторной батареи. Для этого используется делитель напряжения, выполненный на резисторах R1 и R2. Так, например, если выбрать величину сопротивления резистора R1 равной 10 кОм, величину сопротивления резистора R2 следует рассчитать по следующей формуле:

R2 = R1 x (V_akk/V_sen- 1)

где:

V_akk - общее номинальное напряжение аккумуляторной батареи;

V_sen- напряжение на выводе

1 микросхемы IC2, которое должно составлять 1,2 В.

При этом общее напряжение аккумуляторной батареи рассчитывается по формуле:

V_akk = N x U_i

где:

N — количество элементов в аккумуляторной батарее;

U_i — напряжение одного элемента, которое обычно составляет 1,2 В.

Так, например, при величине сопротивления резистора R1, равной 10 кОм, для аккумулятора, состоящего из шести элементов, величина сопротивления резистора R2 будет составлять:

R2 = 10 000 х (7,2/1,2–1) = 50 кОм

Если же предполагается заряжать один элемент, то резистор R1 не устанавливается, а величина сопротивления резистора R2 должна составлять 10 кОм.

В то же время изменение количества элементов в заряжаемой аккумуляторной батарее требует изменения напряжения U_пит поступающего от источника питания данного устройства. При этом минимальная величина напряжения источника питания рассчитывается по формуле:

U_пит= 3 + 2N,

где:

N — количество элементов в аккумуляторной батарее.

Зависимость значений величин резисторов R1 и R2, а также питающего напряжения от количества заряжаемых элементов приведена в табл. 2.

Необходимо отметить, что соответствующие значения величины напряжения U_пит при зарядке указанного в табл. 2 количества элементов могут быть и выше, однако это потребует дополнительного охлаждения микросхемы IC1, например, с помощью установки ее на радиатор.

Питающее напряжение микросхемы IC2 должно быть в пределах 3-18 В. В том случае, если потребуется одновременно заряжать большее количество элементов, то необходимо обеспечить, чтобы питающее напряжение микросхемы на выводе 8 микросхемы IC2 не превысило величины 18 В. При этом напряжение на выводах 2 и 3 микросхемы IC2 не должно превышать величину 20 В.

Значение величины тока зарядки в обычном режиме (I_ор) рассчитывается по формуле:

I_ор = (U_пит — U_D2 — U_akk)/

R5

где:

I_ор - ток зарядки в обычном режиме (А);

U_пит - напряжение источника питания (В);

U_D2 — падение напряжения на диоде D2 (примерно 0,6 В);

U_akk - напряжение аккумуляторной батареи (В);

R5 — величина сопротивления резистора R5 (Ом).

Обычно величина тока зарядки в обычном режиме выбирается равной 1/100 от значения емкости аккумуляторной батареи. При этом значение мощности, рассеиваемой на резисторе R5, определяется по формуле:

P_R5 = R5 x I²_op

При зарядке аккумулятора в ускоренном режиме значение величины тока зарядки (I_ур) рассчитывается по формуле:

I_ур

= [U_IC1 + (U_ADJ x R4)]/R3

где:

I_ур - ток зарядки в ускоренном режиме (А);

U_IC1 — выходное напряжение микросхемы IC1 (В);

U_ADJ ток утечки микросхемы IC1 (примерно 50 мкА).

Величину тока зарядки в ускоренном режиме следует выбирать в зависимости от типа аккумулятора. Обычно этот ток должен быть в пределах 1–2 значения емкости аккумуляторной батареи. Ток зарядки в ускоренном режиме можно регулировать изменением сопротивления регулировочного резистора R4 в пределах, определяемых значением сопротивления резистора R3, а максимальная величина этого тока (I_макс) не может превышать максимального допустимого значения тока для микросхемы IC1, то есть величину 1,5 А

Минимальный ток зарядки в ускоренном режиме определяет величину сопротивления резистора R3. Значение сопротивления резистора R3 можно рассчитать, воспользовавшись следующей формулой:

R3 = U_IC1/U_min

Так, например, если выбрать значение минимального тока зарядки в ускоренном режиме равным 0,45 А, то сопротивление резистора R3 составит 2,7 Ом. При этом значение мощности, рассеиваемой на резисторе R3 определяется по формуле: