Зарядные устройства никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов

Несложные зарядные устройства можно реализовать на основе микросхем фирмы MAXIM MAX712 или МАХ713. Мик­росхема МАХ712 используется для скоростного заряда ни­кель-кадмиевых аккумуляторов, а МАХ713 — никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Напряжение источ­ника питания зарядного устройства может составлять от не­скольких вольт до нескольких десятков вольт. Главное, чтобы оно превышало максимальное напряжение подключенной акку­муляторной батареи из расчета не менее 1,5 В на элемент. Коли­чество одновременно заряжаемых элементов программируется и может составлять от 1 до 16. Максимальный ток заряда — до 4С. Заряд прекращается по методу -AV/At или по пороговому значе­нию температуры батареи.

На рис. 8.2, а показана простейшая схема линейного заряд­ного устройства, а на рис. 8.2, б — расположение выводов мик­росхем МАХ712, МАХ713. Зарядные устройства на основе МАХ712, МАХ713 могут работать или в линейном, или в импу­льсном режиме. Работа в импульсном режиме позволяет снизить рассеиваемую мощность на элементах (прежде всего на регули­рующем транзисторе) зарядного устройства.

Рис. 8 2 Схема линейного зарядного устройства и расположение выводов микросхем МАХ712, МАХ713

Ток заряда аккумуляторной батареи определяется временем заряда: чем оно меньше, тем больше ток. Микросхемы МАХ712, МАХ713 обеспечивают минимальный ток заряда, равный С/4, что соответствует времени заряда 264 мин (более четырех часов). Ток скоростного заряда определяют из соотношения:

где С — емкость в мАч; t — время, ч; I_FAST — ток, А.

При работе в линейном режиме следует учитывать максима­льную мощность рассеивания:

Как для линейного, так и для импульсного режима работы максимальный потребляемый ток микросхемы через вывод V+ составляет 5...20 мА. Исходя из этого, рассчитывают сопротивле­ние резистора R1:

Сопротивление токочувствительного резистора R_SENSE опре­деляют по формуле:

¹ Фирма Unitrode имеет свою торговую марку Benchmarq. Под этой маркой от компании Texas Instruments продаются многие ее микросхемы.

142

Схемотехника зарядных устройств

В данной формуле 0,25 В или 250 мВ — порог чувствитель­ности напряжения прекращения заряда по методу -ΔV.

Программирование зарядного устройства заключается в определенной комбинации включения выводов PGM0 и PGM1 для программирования числа элементов батареи (табл. 8.1) и вы­водов PGM2, PGM3 — для программирования максимального времени (а значит и тока!) заряда (табл. 8.2).

Таблица 8.1

 

Кол-во элементов	Точка подключения выв. PGM1	Точка подключения выв. PGM0
1	V+	V+
2	Не подкл.	V+
3	REF	V+
4	BАТТ-	V+
5	V+	Не подкл.
6	Не подкл.	Не подкл.
7	REF	Не подкл.
8	ВАТТ-	Не подкл.
9	V+	REF
10	Не подкл.	REF
11	REF	REF
12	ВАТТ-	REF
13	V+	ВАТТ-
14	Не подкл.	ВАТТ-
15	REF	ВАТТ-
16	ВАТТ-	ВАТГ-

Таблица 8.2

 

Макс, время заряда, мин	Прекращение заряда по методу -ΔV	Точка подключения выв. PGM3	Точка подключения выв. PGM2
22	Откл.	V+	Не подкл.
22	Вкл.	V+	REF
33	Откл.	V+	V+

 

143

Схемотехника зарядных устройств

 

Продолжение табл. 8.2
Макс, время заряда, мин	Прекращение заряда по методу -AM	Точка подключения выв. PGM3	Точка подключения выв. PGM2
33	Вкл.	V+	ВАТТ-
45	Откл.	Не подкл.	Не подкл.
45	Вкл.	Не подкл.	REF
66	Откл.	Не подкл.	V+
66	Вкл.	Не подкл.	ВАТТ-
90	Откл.	REF	Не подкл.
90	Вкл.	REF	REF
132	Откл.	REF	V+
132	Вкл.	REF	ВАТТ-
180	Откл.	ВАТТ-	Не подкл.
180	Вкл.	ВАТТ-	REF
264	Откл.	ВАТТ-	V+
264	Вкл.	ВАТТ-	ВАТТ-

Кроме того, вариант подключения вывода PGM3 определяет значение тока компенсирующего заряда по окончании скоро­стного (табл. 8.3).

Таблица 8.3

 

Точка подключения выв. PGM3	Величина тока скоростного заряда	Величина тока компенси­рующего заряда
V+	С	Ifast/64
Не подкл.	2С	Ifast/32
REF	С	Ifast/16
ВАТТ-	С/2

На рис. 8.3 изображена схема импульсного (ключевого) за­рядного устройства на основе микросхем МАХ712, МАХ713. В данном случае вывод СС усилителя ошибок используется как компаратор. В отличие от линейного зарядного устройства на­пряжение источника питания для него выбирают из такого рас­чета, чтобы оно на 2 В превышало максимальное напряжение на

144