Ladegerät mit automatischer Abschaltung für die wiederaufladbare Taschenlampe. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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Die meisten einfachen Ladegeräte für Nickel-Cadmium-Akkus, wie sie beispielsweise in Taschenlampen verwendet werden, unterbrechen den Ladevorgang nicht automatisch. Die Fortschrittsanzeige-LED leuchtet oft weiter (manchmal mit reduzierter Helligkeit), auch wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Daher besteht die Gefahr des Ausfalls einiger an das Netzwerk angeschlossener Elemente des Ladegeräts, wenn der Kontakt im Stromkreis der zu ladenden Batterie unterbrochen wird.

Das vorgeschlagene Gerät, dessen Diagramm in der Abbildung dargestellt ist, weist aufgrund geringfügiger Komplikationen diese Nachteile nicht auf. Der Ladevorgang stoppt automatisch, wenn die Batteriespannung den angegebenen Wert erreicht. Der Ladestrom hängt von der Kapazität des „Löschkondensators“ C1 ab. Durch den Einsatz eines Vollwellengleichrichters (Diodenbrücke VD1-VD4) konnte die Kapazität dieses Kondensators im Vergleich zu der bei einem Einweggleichrichter erforderlichen Kapazität halbiert werden. Dadurch ist es möglich, einen kleineren Kondensator zu verwenden. Während der SCR VS1 geschlossen ist, fließt der gleichgerichtete Strom durch die LED HL1 und lädt die Batterie GB1. Die LED leuchtet, um anzuzeigen, dass der Ladevorgang läuft.

Die Öffnungsspannung des SCR VS1 hängt von den Werten der Widerstände R4 und R5 ab. Sobald diese erreicht ist, öffnet der Thyristor, der Spannungsabfall an ihm wird kleiner als die Batteriespannung. Die HL1-LED leuchtet mit umgekehrter Polarität auf. Der gesamte gleichgerichtete Strom fließt nun durch den Thyristor und nicht durch die LED und die Batterie. Der Ladevorgang stoppt und die LED erlischt.

Dank des Kondensators C2 sinkt der Strom durch den Thyristor am Ende jeder Halbwelle der Netzspannung nicht auf Null, was zum Schließen des Thyristors führen könnte. Es bleibt geöffnet, bis das Gerät vom Netzwerk getrennt wird. Der Thyristor öffnet sich auch, wenn die Batterie versehentlich oder absichtlich abgeklemmt wird, wodurch verhindert wird, dass die Spannung am Kondensator C2 den zulässigen Wert überschreitet, und somit dieser und die Dioden VD1–VD4 vor einem Durchschlag geschützt werden.

Um das Gerät einzurichten, installieren Sie es vorübergehend anstelle eines Konstantwiderstands R4 mit einem variablen Widerstand von 100 kOhm und schließen Sie eine teilweise geladene Batterie aus drei Nickel-Cadmium-Batterien an, in Reihe mit dem ein variabler Widerstand mit einem Widerstand von 100 ... 200 Ohm angeschlossen. Der Akku wird zum Laden eingeschaltet und die Gesamtspannung an ihm und dem variablen Serienwiderstand wird mit seinem Schieberegler auf 4,3...4,4 V eingestellt, was der Empfehlung im Artikel von V. Kirichenko „Gerät zur Überwachung der Batterie“ entspricht Laden und Entladen von Handtaschenlampenbatterien“ in „Radio“, 2001, Nr. 7, S. 36, 37.

Reduzieren Sie langsam den Widerstand des variablen Widerstands, der R4 ersetzt hat, und schalten Sie die HL1-LED aus. Der variable Widerstand wird abgelötet, sein Widerstandswert wird gemessen und durch eine Konstante mit dem nächstgelegenen Wert ersetzt. Als nächstes stellen Sie den in Reihe mit der Batterie geschalteten variablen Widerstandsschalter auf Minimum und beginnen erneut mit dem Laden. Durch schrittweises Erhöhen des Widerstandswerts dieses Widerstands stellen Sie sicher, dass die LED erlischt und der Ladevorgang bei der gleichen Spannung an Batterie und Widerstand wie im ersten Fall stoppt. Jetzt können Sie den Akku ohne den variablen Widerstand direkt an das Ladegerät anschließen.

Der Kondensator C1 muss für den Betrieb mit Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz und mindestens 250 V ausgelegt sein. Bitte beachten Sie, dass auf Kondensatoren in der Regel die zulässige Gleichspannung angegeben ist. Sie muss mindestens 630 V betragen. Die Kapazität des Kondensators wird mit 0,1 μF pro 6 mA Ladestrom (bei einer Netzspannung von 220 V) gewählt. Bei den Dioden und dem Thyristor kann es sich um alles handeln, was dem Ladestrom der Batterie und der Spannung einer vollgeladenen Batterie mit einer gewissen Reserve standhält, vorzugsweise in kleiner Baugröße. Der Thyristor KU103A kann durch einen moderneren mit geringerem Steuerstrom ersetzt werden, beispielsweise KU112A. Wenn unter Einfluss von Störungen Fehlschaltungen beobachtet werden, empfiehlt es sich, zwischen Kathoden- und Anodenanschlüssen des Thyristors einen Keramik- oder Folienkondensator mit einer Kapazität von 0,01...0,1 μF anzuschließen.

Autor: A. Staroverov

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