В помощь радиолюбителю. Выпуск 13

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:

P_R3 = R3 x I²_ур = 2,7 x 0,45 x 0,45 = 0,55 Вт

Чтобы можно было в определенных пределах регулировать величину минимального тока зарядки, в предлагаемом устройстве желательно установить резистор R3 мощностью не менее 2 Вт.

Максимальный ток зарядки в ускоренном режиме с учетом выбранной величины мощности, рассеиваемой на резисторе R3 (в нашем примере 2 Вт), определяется по формуле:

I²_макс = P_R3/R3

В результате для выбранных параметров максимальный ток зарядки I_макс в ускоренном режиме будет составлять 0,86 А. Таким образом, при сопротивлении резистора R3, равном 2,7 Ом, и рассеиваемой на нем мощности 2 Вт ток зарядки можно изменять с помощью регулировочного резистора R4 в пределах от 0,45 А до 0,86 А. Такой ток считается оптимальным для пальчиковых аккумуляторов емкостью 450–850 мА.

С помощью простых расчетов можно определить значения минимального и максимального тока зарядки в ускоренном режиме в зависимости от рассеиваемой мощности и величины сопротивления резистора R3. Эти данные приведены в табл. 3.

Все детали универсального зарядного устройства размещены на печатной плате размером 52x40 мм. Печатная плата приведена на рис. 8.

Рис. 8.Печатная плата универсального зарядного устройства

Расположение деталей на печатной плате прибора показано на рис. 9.

Рис. 9.Расположение деталей на печатной плате универсального зарядного устройства