Предлагаемое зарядное устройство для малогабаритных аккумуляторов (NiCd и аналогичных) осуществляет заряд с изменением тока по убывающей экспоненте. Это позволяет получить максимально полную зарядку и тем самым, продлить срок службы аккумуляторов.

Для объяснения экспоненциапьности процесса заряда используем эквивалентную схему (рис.1).

Подключим конденсатор С последовательно с резистором R к источнику постоянного напряжения Uвх. Считаем, что в начальный момент конденсатор полностью разряжен. Тогда конденсатор будет постепенно заряжаться через резистор R до величины Uвх и напряжение на резисторе R будет изменяться в соответствии с кривой, приведенной на рис.2.

Схема зарядного устройства, реализующего описанный принцип, представлена на рис.3.

Заряжаемый аккумулятор G1 подключается к токозадающему конденсатору С1 через буферный каскад на полевом транзисторе VT1, который обладает большим входным сопротивлением и не подгружает конденсатор. Резистором R1 устанавливается первоначальный ток заряда. Конденсатор С1 и резистор R5 являются времязадающими элементами. Резистор R4 ограничивает случайный ток короткого замыкания аккумулятора.

Приборы РА1 и PV1 служат для контроля процесса заряда. Вставив аккумулятор в зарядное устройство (тумблер SA3разомкнут, и напряжение питания не подается), с помощью PV1 измеряется его начальное напряжение. NiCd аккумуляторы обладают "эффектом памяти", поэтому перед зарядкой их следует разрядить примерно до напряжения 1 В. Для этого замыкается тумблер SA2 и по прибору PV1 контролируется напряжение на аккумуляторе. После достижения на G1 напряжения 1 В SA2 размыкается, а SA3 замыкается.

Резистором R1 при замкнутом тумблере SA1 устанавливается начальный ток заряда, равный (0,3...0,5)С (С - номинальная емкость аккумулятора). В таком режиме производится зарядка G1 в течение 3...4 часов. Дальше тумблер SA1 размыкается, и дальнейший заряд идет в экспоненциальном режиме. Перезарядка аккумулятора при этом не происходит, поэтому его можно спокойно оставлять в зарядном устройстве ив длительное время, например, на ночь.

Сопротивление R5 и емкость С1 подбираются таким образом, чтобы постоянная времени Т экспоненциальной цепи составляла:

Т=С1R5=20 000...25 000 (с).

В переводе на часы это составляет 5...6 час. В описываемом устройстве емкость конденсатора выбрана 4700 мкФ, а сопротивление резистора - 5,1 МОм. Ввиду того, что входное сопротивление полевого транзистора VT1 очень велико, сопротивление R5 может доходить до 10...15. МОм.

Источник питания для зарядного устройства должен иметь выходную мощность не менее 10 Вт при напряжении 9 В. В нем после выпрямителя конденсатор фильтра устанавливать не требуется.

Авторы: А.Партин, Л.Партина, г.Екатеринбург