Как-то после сильных зимних морозов на харьковском радиорынке была устроена распродажа некондиционных зарядных устройств (ЗУ) торговой марки "Наша сила" для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов типоразмеров AAA и АА. Основной дефект заключался в отсутствии индикации, функция зарядки выполнялась нормально. По сниженной цене были приобретены ЗУ НС-307 и НС-314. Согласно описанию, первое из них позволяло заряжать один или два аккумулятора током 750 мА. Во втором максимальное число аккумуляторов увеличено до четырёх, а ток зарядки - 800... 10ОО мА. В нём предусмотрена также предварительная разрядка аккумуляторов. Оба ЗУ имеют экономичные импульсные блоки питания и позволяют одновременно заряжать аккумуляторы разной ёмкости и разных типоразмеров.
Рис. 1
Как и предполагалось в момент покупки, в обоих ЗУ от сильных морозов вышли из строя ЖКИ. На индикаторе НС-314 виднелись четыре контура аккумуляторов с тремя уровнями заполнения каждого (рис. 1), а также надписи CHARGE (зарядка) и REFRESH (разрядка). На НС-307 имелось лишь два "аккумулятора" без надписей. Согласно прилагаемым к ЗУ инструкциям, первый уровень заполнения соответствует зарядке аккумулятора на 50 % номинальной ёмкости, второй - на75 %, третий - на 100 %. Поскольку подобных ЖКИ в продаже найдено не было, возникла идея заменить их аналогичными по размерам, изготовленными самостоятельно светодиодными индикаторами.
Рис. 2
Схема светодиодного индикатора, разработанного для ЗУ НС-307, показана на рис. 2. Светодиоды зелёного цвета свечения HL4 и HL8 выполняют ту же роль, что и контуры аккумуляторов на ЖКИ. Их включение свидетельствует о наличии аккумулятора в соответствующем контактном устройстве. Взамен четырёхугольников, заполняющих контуры аккумуляторов, применены светодиоды жёлтого цвета свечения HL1 - HL3 и HL5-HL7. Чтобы добиться одинаковой яркости светодиодов разного цвета, номиналы соединённых с ними последовательно резисторов выбраны различными.
Рис. 3
Индикатор смонтирован на односторонней печатной плате из фольгирован-ного стеклотекстолита, показанной на рис. 3. Её размеры точно такие же, как у заменяемого ЖКИ. Внешний вид собранной платы со стороны монтажа показан на рис. 4. Светодиоды в прямоугольных корпусах сечением 2x5 мм вставлены со стороны печатных проводников в вырезанные в плате отверстия. Резисторы - для поверхностного монтажа типоразмера 0805. Имеется одна перемычка типоразмера 1206.
Рис. 4
Лицевая поверхность печатной платы окрашена в чёрный цвет, на неё наклеена прозрачная плёнка с белыми надписями. Новый индикатор подключают вместо неисправного ЖКИ к плате зарядного устройства. Названия точек подключения приведены как на принципиальной схеме, так и на схеме расположения элементов индикатора. Установленный в ЗУ и работающий светодиодный индикатор изображён на рис. 5.
Рис. 5
Схема разработанного светодиодного индикатора для ЗУ НС-314 показана на рис. 6. Контуры аккумуляторов здесь заменены светодиодами зелёного цвета свечения HL4, HL8, HL14 и HL18. Об идущем процессе зарядки сигнализирует красный светодиод HL10, а о процессе разрядки - зелёный HL9. Остальные 12 светодиодов синего цвета свечения отображают степень заряженное™ аккумуляторов.
Рис. 6
Ввиду малых габаритов заменяемого ЖКИ и необходимости размещения на плате, изображённой на рис. 7. большого числа элементов все они — для поверхностного монтажа типоразмера 0805 или 0603, включая 16 перемычек. Собранная плата установлена в ЗУ на место выпаянного ЖКИ Работающее ЗУ НС-314 со светодиодным индикатором показано на рис. 8.
Фактическое значение измеренного в ЗУ НС-307 зарядного тока аккумуляторов оказалось равным 620 мА, а в ЗУ НС-314 — около 770 мА. При обсуждении вопросов об аккумуляторах на интернет-форумах, посвящённых цифровым фотокамерам, автору неоднократно встречались неблагоприятные отзывы о ЗУ с током зарядки 500... 1000 мА. Как утверждают, большой ток зарядки (более 0,2 С) "убивает" аккумуляторы буквально за несколько десятков циклов. После этого значительно возрастает скорость их саморазрядки, хотя ёмкость практически не уменьшается. Вероятной причиной называют значительный перегрев аккумуляторов повышенным зарядным током. Ведь в простых ЗУ температура заряжаемого аккумулятора не контролируется. А вот с помощью ЗУ с током зарядки 200 мА аккумуляторы многократно заряжают без каких-либо негативных последствий для них.
Рис. 7
Рис. 8
По этой причине было решено не только заменить в приобретённых ЗУ
индикаторы, но и уменьшить зарядный ток до 200...250 мА. Сделать это оказалось довольно просто, поскольку в ЗУ НС-307 и НС-314 все аккумуляторы для зарядки соединяются последовательно, а зарядный ток задаётся всего одним резистором. В НС-307 — это R37 типоразмера 1206 (рис. 9). Его номинал — 0,18 Ом, падение напряжения при зарядке — 115 мВ. Он был заменён двумя соединёнными параллельно резисторами типоразмера 0805 номиналом 1 Ом. Ток зарядки уменьшился до 230 мА.
Рис. 9
Рис. 10
В ЗУ НС-314 ток задаёт резистор R11 (рис. 10) обычной конструкции номиналом 0,1 Ом. Падение напряжения на нём — 73 мВ. Он был заменён аналогичным резистором номиналом 0,3 Ом, что также снизило ток зарядки до 230 мА.
Доработанные ЗУ показали себя надёжными и удобными в эксплуатации. Какого-либо ухудшения параметров аккумуляторов после нескольких десятков циклов зарядки замечено не было.
Автор: С. Самойлов, г. Харьков, Украина