ОГРАНИЧИТЕЛИ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Для питания портативных приемников часто используются миниатюрные кадмиево-никелевые аккумуляторы. Преимущества их перед гальваническими батареями очевидны. Однако реальный срок службы указанных аккумуляторов заметно сокращается, если разряд их осуществляется до напряжения, меньшего чем допустимое значение. Поэтому в отечественной и зарубежной радиолюбительской литературе за последние годы участились описания приставок, призванных автоматически предотвращать глубокий разряд аккумуляторов.

На рис. 59 приведена принципиальная схема устройства, ограничивающего разряд аккумуляторов 7Д-0.1. Оно работает следующим образом. После включения приемника выключателем В1 происходит заряд конденсатора С1 от батареи по цепи: + Б1, Bl, C1, параллельно включенные резистор R4 и переход эмиттер — база транзистора Т2, -Б1. Переходной процесс заряда конденсатора С1 приводит к открыванию транзистора Т2 вследствие кратковременного импульса тока через его переход эмиттер — база. Тогда падение напряжения на резисторе R1, включенном в коллекторную цепь транзистора Т2, открывает транзистор Т1 до насыщения. При этом напряжение источника питания — батареи Б1 — через малое сопротивление насыщенного транзистора Т1 поступает в приемник и одновременно открывает стабилитрон Д1, если напряжение батареи аккумуляторов Б1 превышает его напряжение стабилизации. Падение напряжения на резисторе R4, создаваемое током стабилитрона Д1, поддерживает транзистор Т2, а следовательно, и транзистор Т1 в открытом состоянии. Таким образом, напряжение питания остается подключенным к приемнику и цепи стабилитрона не только во время заряда конденсатора С1, но и по окончании этого переходного процесса.

Если же напряжение батареи аккумуляторов упадет ниже напряжения стабилизации стабилитрона Д1, он закроется, и ток через резистор R4 практически прекратится, вызывая тем самым закрывание транзистора Т2. Закроется, следовательно, и проходной транзистор 77, который отключит от батареи Б1 нагрузку (приемник). После подзарядки батареи аккумуляторов, когда ее напряжение достигнет номинального значения, устройство на рис. 59 снова осуществляет контроль за разрядом батареи.

При повторении устройства тип стабилитрона выбирают из условия допустимого напряжения разряда. В частности, аккумуляторы 7Д-0,1 не должны разряжаться до напряжения, меньшего чем 5 — 6 В, что и определило выбор стабилитронов Д1 — КС156А с напряжением стабилизации 5,6±0,6 В. Налаживание устройства сводится к подбору сопротивления резистора R3. Его сопротивление должно быть таким, чтобы ограничитель надежно работал.

Этот ограничитель монтируют на гетинаксовой плате, которую желательно расположить внутри приемника. Конфигурация платы и ее размеры определяются типом приемника, с которым используется устройство.

На рис. 60 изображена принципиальная схема ограничителя разряда аккумуляторов 7Д-0.1, предложенного радиолюбителем Б. Богомоловым. Это устройство автоматически отключает приемник при уменьшении напряжения аккумуляторной батареи до значения 6 В.

Основным узлом ограничителя является триггер Шмитта, выполненный на транзисторах 77 и Т2, Выход триггера гальванически связан с базой транзистора ТЗ, работающего в ключевом режиме.

При напряжении аккумулятора, превышающем 6 В, через стабилитрон Д1 протекает небольшой ток, и падение напряжения на резисторе R4 открывает транзистор 77. Транзистор Т2 при этом закрывается действующим на его базе коллекторным напряжением транзистора 77. В результате этого возрастает положительное напряжение на коллекторе Т2 и базе ТЗ. Транзистор ТЗ поэтому открывается, замыкая цепь питания приемника. Отметим, что описанные процессы происходят в устройстве лавинообразно.

При уменьшении напряжения батареи аккумуляторов до 6 В ток через стабилитрон Д1 прекращается. Тогда транзистор 77 закрывается, а Т2 — открывается, закрывая в свою очередь транзистор ТЗ. Закрытый транзистор ТЗ имеет большое сопротивление участка «коллектор — эмиттер», поэтому он, по существу, отключает приемник от аккумуляторной батареи, предотвращая тем самым ее дальнейший разряд.

Конструктивно описанный ограничитель разряда был выполнен автором в виде объемного модуля размером 18X25X18 мм на базе двух печатных плат. Верхняя и нижняя печатные платы модуля изготовлены из стеклотекстолита. Между платами расположены электрорадиоэлементы. Такая конструкция была разработана с целью размещения ограничителя в карманном приемнике Естественно, что для других типов приемников конструкция устройства может быть другой.

Налаживание ус-тройства по рис. 60 сводится к подбору стабилитрона, обеспечивающего отключение приемника при заданном минимальном напряжении аккумулятора, а также к уточнению сопротивления резистора R1, обеспечивающего надежное срабатывание триггера.

На рис. 61 приведена еще одна схема ограничителя разрядки аккумулятора 7Д-0.1, предложенная радиолюбителем В. Обоевым. Этот ограничитель по сравнению с предыдущими отличается малым собственным потреблением энергии — 7 мВт при токе нагрузки 20~мА. Ограничитель отключает нагрузку от аккумулятора автоматически при снижении выходного напряжения ниже 7 В, максимальный ток нагрузки 100 мА.

Работает ограничитель следующим образом. При входном напряжении более 7 В через стабилитрон Д1 и резисторы R1, R2 протекает ток. Падением напряжения на резисторе R2 открывается транзистор Т2. При этом коллекторный ток транзистора Т2, ограниченный резистором R3, протекает через эмиттерно-базовый переход транзистора Т1, и последний открывается. Через транзистор ТЗ проходит весь ток нагрузки аккумулятора.

Когда напряжение аккумулятора уменьшается до значения U_ст + 1 В, где U_ct — напряжение стабилизации стабилитрона Д1, транзистор Т2, а следовательно, и 77, закроется, и нагрузка аккумулятора окажется отключенной.

Конденсатор С1 предотвращает отключение нагрузки при кратковременных бросках тока нагрузки, когда напряжение аккумулятора может оказаться ниже указанного значения. Резистор R1 ограничивает ток через стабилитрон Д1.

Напряжение отключения нагрузки от аккумулятора можно регулировать подбором сопротивления резистора R2.