镍镉蓄电池和电池的充电器。方案、说明

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专业文献证实了从具有电流限制的固定电压源对电池进行充电的便利性。这种模式的便利之处在于，例如在夜间充电时，无论其初始状态如何，都能保证在早上充满电，而不会出现过度充电的危险。

充电器示意图如图 1 所示。

（点击放大）

稳压二极管VD6、运算放大器DA1.1、晶体管VT1以及与其直接连接的元件构成高度稳定的电压源。其特点是为R2VD6参数稳定器提供源的输出电压，这为其提供了高参数。 R17R28分压器在给单节电池和由12-2节镍镉电池组成的电池充电时，产生与限制相对应的12个电压阶跃。使用开关 SA2 选择所需的充电电压。

运算放大器 (op-amp) DA1.2 与晶体管 VT2 一起构成了具有高负载能力的该电压的精确中继器。它的输出阻抗很小，输出电流从0到350mA增加时的电压变化不能用四位数字电压表检测到，即它小于1 mV，输出电阻相应小于0,003 Ohm。为了限制充电开始时的电流，将电阻器 R32（以及与其并联的电阻器 R6-R16）两端的电压降与取自分压器 R35-R39 的参考电压进行比较。晶体管VT2的集电极电流足够精确地等于充电电流。取自电阻器 R35 和 R36 的参考电压为 1,2 V。

电压的比较由比较器执行，其功能由运算放大器DA2.2执行。当充电电流在电阻器 R32 上产生超过 1,2 V 的压降时，运算放大器 DA2.2 打开晶体管 VT3，晶体管 VT1.2 以其集电极电流增加运算放大器 DAXNUMX 反相输入端的电压.XNUMX，这导致运算放大器的输出电压降低以及整个源过渡到电流稳定模式。

2,5 至 350 mA 范围内的限制电流通过开关 SA3 设置。器件在稳流模式下的输出电阻等于电阻R30的阻值。微安表PA1加上附加电阻R31形成1,2V电压的电压表，因此，当电源工作在电流稳定模式时，其箭头指向刻度的最后一个格。对于电压表，使用电流为 100 μA 的微安表，因此该读数对应于等于 SA100 开关设置的 3% 的充电电流。

如果将放电后的电池连接到充电器的插座X1和X2上，将开关SA2设置到与其编号相对应的位置，则首先充电电流将由开关SA3的位置确定。几个小时后，电池电压将达到SA2开关设定的值，设备将进入稳压模式。充电电流将开始减小，可以通过PA1器件的指示来监测。当电流减小到设定开关SA5的大约3%时，运放DA2.1上的比较器将切换，并且HL2 LED将点亮，表示充电结束。如果电池（或单个电池）即使在白天继续充电，也不会发生任何事情，因为充电结束时的电流很小。

LED HL1 - 设备连接到网络的指示灯。通过选择电容器C7，可以消除运算放大器DA1.2 的高频产生。二极管VD2 VD5的作用是什么？对单节电池充电时，运放DA1.2同相输入端的电压为1,4V，在关闭充电器输出的模式下，其输出电压，保证了器件向电流稳定模式，相对于普通线应为 0,6V 左右。为了使运放DA1.2在这种模式下正常工作，其负电源电压的绝对值必须至少为2V，这是由VD3VD5二极管两端的压降来保证的。同样，为了使运算放大器 DA2.1 正常工作（输入端电压接近正电源电压），它们之间的差值必须至少为 0,6 V - 由二极管 VD2 两端的压降提供。

图 1,5 显示了由 2 毫米厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板的图，大部分器件部件位于其上。

镍镉蓄电池和电池充电器

晶体管VT2配备针状散热器，尺寸为60x45毫米，针状高度为20毫米。开关SA2和SA3连同其上焊接的电阻、微安表PA1、LED HL1和HL2、输出插座X1和X2安装在装置的前面板上，由1,5毫米厚的玻璃纤维制成，变压器T1、开关SA1、保险丝FU1 、二极管、VD1桥和C1电容器位于相同厚度的后硬铝板上。这些面板用 135 毫米长的硬铝扎带固定在一起，印刷电路板用螺钉固定在相同的扎带上。

完成的结构以一段矩形管的形式安装在铝制外壳中。网络变压器T1为统一型TN-30。但您可以使用任何其他类似的变压器，其次级绕组在至少 19 mA 的电流下提供 20 ... 400 V 的电压。为相同输出电流设计的整流桥VD1可由四个工作电流为300mA的二极管组装而成，例如D226型。这些也可以是二极管VD2-VD5。

电容器C1由三个K50-29型氧化电容器并联而成，容量为1000微法，标称电压为25V。电容器C2为K53-1，其余为KM5和KM-6。热补偿齐纳二极管 KS191F (VD6) 可以用带有字母索引 V-E 的 D818 或带有任意字母索引的 KS191 替换。建议使用稳定电阻R3、R5和R17-R28，例如C2-29。电阻R17-R28的阻值在160 Ohm ... 10 kOhm之内，但它们必须相同，精度不低于0,3%。

R6R16 电阻器的值不必精确。建议根据图中所示的类似额定值的电阻器来选择它们，这将简化设备的设置。电阻R15、R16均由多个额定值较高、功耗较低的电阻并联而成。微调电阻器 R4 和 R38 类型 SP3-19a。

LED HL1和HL2可以是任意的，但优选地具有不同的颜色。齐纳二极管 VD7 和 VD8 用于稳定 5,6-7,5 V 的电压。开关 SA2 和 SA3 PG2-5-12P1N 或类似的小型开关。微安计 RA1 M4247 型，电流为 100 μA。使用该器件来实现箭头完全偏转的不同电流，您不仅需要选择限流电阻 R31，还需要选择 R32，以在箭头的最左侧（根据图表）位置提供 2,5 mA 的充电电流。 SA3 开关。

晶体管 VT1、VT2 为任何中等功率 n-p-n 硅结构，VT3 - 允许电压至少为 30 V 的任何低功率 pn-p 硅结构。运算放大器 K140UD20（DA1、DA2）可由双倍数量的K140UD7 运算放大器。其他类型运算放大器的使用取决于它们在上述模式下工作的可能性，但这尚未经过测试。

简要介绍一下充电器的设置。首先，使用微调电阻器 R4，在晶体管 VT1 的发射极上设置 16,8 V 的电压。在每个下一个位置（电路中的上方）为器件加载 51 ... SA68 的电阻器后，输出电压增加7,5 V。检查输出端是否没有高频产生，如有必要，选择电容器 C43。接下来，恢复电阻R2的连接，并将开关SA1,4设置到位置“7”。

当改变开关SA3的位置时，确保用与负载电阻串联的毫安表测量的输出电流被限制在与该开关的位置相对应的值（350mA除外）。

用两个或三个二极管组成的链（与 VD2-VD5 类型相同）替换负载电阻，并将开关 SA3 设置为“100 mA”位置，将微调电阻 R38 设置为相同的输出电流。微安表指针应指向刻度的最后一个刻度；如果不是这种情况，请选择电阻器 R31。

现在将开关 SA2 设置为位置“1”，将开关 SA3 设置为位置“10 mA”。

将 3,3 kOhm 可变电阻器和毫安表连接到设备的输出，然后从零开始增加该电阻器的电阻。当输出电流约为 0,5 mA 时，HL2 LED 应亮起。设置该设备时，请记住其输出阻抗是不对称的：对于流动电流而言较小，对于流动电流而言较高。因此，没有负载的设备对电源噪声很敏感，用高阻抗电压表测量输出电压可以得到意想不到的高结果。

给电池充电很容易。您只需将开关设置到与电池数量和最大充电电流相对应的位置，将电池以正确的极性连接到输出，然后打开设备的电源。充电结束的标志是 HL2 LED 发光。最大充电电流应小于充电电池容量的 3...4 倍。

可以对此充电器选项进行哪些添加或更改？首先，需要补充一个电磁继电器K1，如图3所示，在充电完成后关闭蓄电池或电池。当 HL2 LED 亮起时，继电器被激活并通过其常闭触点断开充电电路。

镍镉蓄电池和电池充电器

电阻器 R44 对于继电器的清晰操作和确保运算放大器 DA2.1 上的比较器有小的迟滞是必要的。继电器K1的电压应为20...27 V，晶体管VT4为任何中功率或大功率pnp结构，例如KT502、KT814、KT816。但在设备中引入这样的附加功能后，应该考虑到充电开始后，其电路的任何切换都会导致继电器的操作，因此必须提前进行必要的设置。

该设备可用于对七节电池进行放电，无需担心过度放电。为此，开关 SA2 必须设置为位置“5”，开关 SA3 - 在放电电流方面最接近但大于它，在输出插座 XI 和 X2 之间连接一个电阻器，以提供必要的放电电流，并且连接正在放电的电池。由于电池电压大于运放DA1.2同相输入端的电压，晶体管VT2截止，电池通过电阻放电。当电池电压降至7V时，运放DA1.2和晶体管VT1将切换到稳压模式，放电停止。

HL2 LED 作为电池放电完成的指示器 - 在放电过程中它会亮起，并在放电结束时熄灭。

如果经常需要使用该装置对电池进行放电，除使用不同数量的电池外，建议在其中额外引入一个电阻，其阻值为电阻R40-R17总阻值的28%，当然，还有一个开关。该电阻接在参考电压源的输出端（图1中晶体管VT1的发射极、电阻R2、R3、电容C3的连接点）与SA12的固定触点“2”之间。开关连接到电阻器 R17，并与该电阻器并联 - 一个附加开关。开关触点闭合时对电池进行充电，打开开关触点时，当输出电压下降1,4倍（每节电池最多1V）时，即可对电池进行放电。

电池通过电阻以时变电流放电，K142EN12A微电路导通即可稳定该电流，如图4所示电路。

镍镉蓄电池和电池充电器

电阻R46的阻值（欧姆）由公式确定：R46×1250/Ipas，其中Iraz为放电电流（mA）。放电电流所依赖的电阻器的值对应于在与充电电流相同的电流下电阻器R6-R16的电阻。

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