Чтобы аккумулятор служил долго нужно обеспечить его оптимальный режим, как зарядки, так и разрядки. Никель-кадмиевым аккумуляторам присущ так называемый эффект памяти. Заключающийся в том, что если зарядить не полностью разряженный аккумулятор, то при дальнейшей разрядке он отдаст только часть энергии, начиная с того уровня, с которого началась зарядка. Поэтому, перед началом зарядки аккумулятор желательно разрядить до напряжения менее 1V. И только после этого начинать зарядку.


На рисунке показана схема зарядного устройства, - приставки к лабораторному источнику питания, которая выполняет измерение напряжения на аккумуляторе, разряд аккумулятора до 1V перед началом заряда и заряд его до 1,4V.

Само зарядное устройство состоит из стабилизатора тока на А1. Величину тока зарядки можно установить на уровне 60mА, 80mA или 120mA переключателем S2.

Включение и выключение зарядного устройства производится с помощью транзисторов VT3 и VT4. Чтобы началась зарядка на базу VT3 нужно подать логической ноль. А для прекращения зарядки - единицу (через резистор R14). Цепь разрядки выполнена на транзисторном ключе на VT5 и VT6, включенных по схеме составного транзистора. Разрядной нагрузкой является резистор R16.

Измеряет напряжение на аккумуляторе (G1) измеритель на поликомпараторной микросхеме А1. Светодиоды HL1-HL6 индицируют напряжение на аккумуляторе, а каскады на VT1 и VT2 формируют логические уровни для подачи информации о напряжении на аккумуляторе на простую логическую схему управления на двух RS-триггерах выполненных на элементах микросхемы К561ЛЕ5.

Теперь рассмотрим работу схемы в целом. При подключении аккумулятора микросхема А1 измеряет напряжение на нем. Результат измерения можно видеть на табло из шести светодиодов. Измерение производится без нагрузки. Чтобы узнать напряжение под нагрузкой нужно нажать кнопку «Пуск» S1. При этом RS триггер D1.3-D1.4 устанавливается в состояние с логической единицей на выходе D1.4.

Транзисторный ключ VT5-VT6 открывается и нагружает аккумулятор резистором R16. Если при этом напряжение на аккумуляторе падает до 1V и ниже открывается один из диодов VD1-VD3, что приводит к открыванию транзистора VT2. На его эмиттер появляется напряжение логической единицы, которое, спустя некоторое время (R8-C2) переключает RS-триггер D1.3-D1.4 в противоположное состояние.

Нагрузка (R16) от аккумулятора отключается. В то же время, единица, возникшая на выходе D1.3 устанавливает триггер D1.1-D1.2 в состояние с логическим нулем на выходе D1.2. Это приводит к включению зарядного устройства на А2 (открывается VT4). Начинается зарядка аккумулятора.

Если напряжение на нагруженном аккумуляторе больше 1V он будет удерживаться под нагрузкой до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным 1V или ниже. И только после этого начнется зарядка.

Зарядка будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет 1,4V. После этого откроется транзистор VT1 и на его коллекторе установится напряжения уровня логической единицы. RS-триггер D1.1-D1.2 переключится в состояние с единицей на выходе D1.2, и зарядка аккумулятора прекратится.

Недостаток данной схемы в том, что в одно и то же время можно заряжать только один аккумулятор. Невозможно заряжать аккумуляторные батареи. Даже, если сделать на входе микросхемы А1 переключаемый делитель, работать зарядное устройство с батареей хорошо не сможет, так как невозможно по общему напряжению батареи определить насколько разряжен тот или другой аккумулятор, входящий в неё. Поэтому, если нужно заряжать несколько аккумуляторов одновременно, нужно сделать соответствующее число таких схем.

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить отечественным аналогом К176ЛЕ5 или любым зарубежным аналогом. Микросхему LM3914 можно заменить каким-то аналогом, но при условии линейной индикации (не логарифмической) методом бегущей точки. Либо собрать компараторную схему на операционных усилителях.

Налаживание заключается в установке тока зарядки подбором сопротивлений R10-R12 и в калибровке измерителя напряжения путем подстройки резистора R2.

Еще один момент, - когда светодиод HL6 не горит, напряжение на R4 должно быть равно нулю. Если это не так, - нужно включить в эмиттерную цепь VT1 диод типа КД522, в прямом направлении. Это же касается и транзистора VT2 (напряжение на его коллекторе должно быть равно нулю, когда не горят светодиоды HL1, HL2, HL3).