Если в качестве зарядного устройства применяется обычный выпрямитель, то для поддержания тока на одном уровне придется периодически подводить его к заданной величине, увеличивая напряжение. Если этого не делать, то через некоторое время зарядный ток сильно понизится и время, нужное для полного заряда, растянется на многие часы.
Чтобы зарядный ток оставался на одном уровне, рекомендуется применять зарядное устройство с автоматическим регулированием этого параметра. Такие устройства могут быть очень сложными, не очень сложными и простыми.
Автор применяет для заряда устройство очень простой конструкции. Единственное, что усложняет схему, – это та часть, которая отвечает за отключение через заданное время. В качестве часового механизма используется электронный цифровой будильник «Электроника-2–11А». Он работает от одной круглой пальчиковой батарейки на 1,5 В. При помощи трех кнопок (режим, выбор, установка) задается время, когда должен включиться сигнал.
Для того чтобы использовать его для наших целей, придется слегка поковыряться внутри. Нужно открыть будильник, отыскать место, где звуковой сигнализатор подключается к схеме, и подпаять к этим местам два тонких проводка, которые затем следует вывести наружу через корпус в каком-нибудь удобном месте (один провод положительный; другой, идущий от корпуса элемента, отрицательный). Снаружи к ним нужно подсоединить какой-нибудь маленький разъемчик на два контакта и прикрепить его к корпусу будильника при помощи клея или эпоксидной смолы. В этот разъем будет подключаться короткий проводник, состоящий из двух проводов (длиной около 30–40 см), по которым напряжение, поступающее на звуковой сигнализатор, попадет параллельно и на схему зарядного устройства и вызовет его отключение.
Структурная схема зарядного устройства чрезвычайно проста (см. рис. 47).
Рис. 47. Структурная схема зарядного устройства
Напряжение по сети (220 В) через конденсатор определенной емкости подается на выпрямительный мост, с которого выпрямленное напряжение поступает на клеммы аккумулятора. В качестве емкости берется несколько бумажных конденсаторов, соединенных параллельно, для получения нужной величины, которая подбирается практически. Тип конденсаторов – МБГО или МБ. Их рабочее напряжение – 250–300 В.
Конденсатор, включенный в цепь переменного тока, представляет реактивную нагрузку определенного значения, зависящую от его емкости, которая работает как стабилизирующий элемент, если в эту же цепь входит и активная нагрузка (аккумулятор), изменяющая свое значение. Когда сопротивление аккумулятора повышается, то с конденсатора снимается большее напряжение, а ток остается на одном уровне. Выпрямительный мост служит для формирования однополярного тока, необходимого для зарядки.
Чтобы подобрать значение емкости С1, нужно взять несколько разных конденсаторов, отрезок спирали от бытовых электронагревательных приборов, два прибора (амперметр и вольтметр) и выпрямительный мост. Емкость и мост включаются так, как указано на схеме, а вместо аккумулятора подключается спираль через амперметр. Параллельно ей подсоединяется вольтметр (см. рис. 48). Манипулируя емкостью С1 (параллельное подключение) и размером спирали, нужно добиться того, чтобы при токе 0,9 ампера можно было бы менять напряжение на последней (перемещая вдоль нее контакт) в пределах 12–17 В. Ток при этом должен оставаться неизменным. Окончательную проверку и настройку следует проводить с подключенным аккумулятором. В среднем емкость С1 равна 15 мкФ.
Рис. 48. Подбор емкости для зарядного устройства
Недостатком описанного варианта зарядного устройства является то обстоятельство, что имеется гальваническая связь между сетью и аккумулятором.
Теоретически это может привести к несчастному случаю в виде электроудара или разрыва аккумулятора, если произойдет замыкание внутри С1.
Последнего можно избежать, поставив в цепь переменного тока предохранитель на ток 2 А, который разомкнет ее в случае замыкания внутри С1 и ток от сети не пойдет на батарею. Что касается электроудара, то это может случиться в любом случае, когда используется сетевое напряжение, и поэтому не следует проводить какие-либо манипуляции с зарядным устройством и аккумулятором, когда оно включено в сеть.
Принципиальная схема зарядного устройства с автоматическим отключением через заданное время показана на рис. 49.
Рис. 49. Принципиальная схема зарядного устройства
Кроме выпрямительного моста (любой, на ток 2–3 А и напряжение 250 В) и основного конденсатора (С1), в схему также входят: индикаторная лампочка с гасящим резистором и конденсатором (HL1, R1, C2); реле, которое при прохождении через его обмотку тока отключает напряжение питания; два тиристора для управления реле VS1, VS2) с дополнительными элементами (С3, R2).