рис.1Вашему 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 имеются 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 1V током 0,5 или 1А. Разряжать током 1А 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 0,25V.
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 1V, 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 1V 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...15V, ток потребления не превышает 30 мА.