Opisywany układ służy do ładowania aku-
mulatorów kwasowo-ołowiowych. Może też
współpracować z akumulatorem w roli zasi-
lacza buforowego, zapewniającego bezprzer-
wowe zasilanie urządzeń.

Prezentowana konstrukcja ma szereg bar-

dzo cennych cech, rzadko spotykanych w ła-
dowarkach akumulatorów. Przede wszystkim
1. Uniemożliwia przeładowanie akumula-
tora. Gdy akumulator zostanie w pełni nała-
dowany, prąd ładowania spada do znikomej
wartości, więc nawet wielodniowe ładowanie
nie grozi niczym złym.
2. Prąd ładowania można łatwo dostoso-
wać do pojemności współpracującego aku-
mulatora.
3. Zanik napięcia sieci podczas ładowania
nie spowoduje szybkiego rozładowania
akumulatora – prąd rozładowania wynosi
wtedy około 2,5mA.
4. Nie boi się odwrotnego dołączenia aku-
mulatora. Większość ładowarek i prostow-
ników przy odwrotnym podłączeniu akumu-
latora ulega poważnemu uszkodzeniu wsku-
tek przepływu ogromnego prądu przez obwo-
dy wyjściowe.
5. Nie boi się także zwarcia zacisków wyj-
ściowych ładowarki. Zastosowane rozwią-
zanie układowe powoduje, że przy takich
skrajnie niekorzystnych błędach nie dzieje
się nic złego, a prąd „zwarciowy” ma war-
tość pojedynczych miliamperów. Na pewno
nie zapewni tego zwykły bezpiecznik umie-
szczony na wyjściu.
6. Dwukolorowa dioda LED pokazuje stan
pracy, a płynne zmiany koloru świecenia od
czerwonego do zielonego odzwierciedlają
proces ładowania.

Wszystkie te cechy osiągnięto w bardzo

prostym układzie, zawierającym garstkę po-
pularnych i tanich elementów.

Montaż jest prosty, więc budowy urządze-

nia mogą podjąć się także osoby mało zaa-
wansowane, nawet te, które nie do końca ro-
zumieją wszystkie szczegóły jego działania.

Uwaga! Ładowarka jest opracowana

i optymalizowana dla małych akumulatorów
(żelowych) o napięciu 12V i pojemności
1...30Ah. Dla akumulatorów o pojemno-
ściach 10...200Ah opracowano inny układ,
pracujący na zasadzie impulsowej, który zo-
stanie zaprezentowany w jednym z najbliż-
szych numerów EdW.

Opis układu

Układ jest rodzajem zasilacza prądu stałego
o regulowanym napięciu wyjściowym
z wbudowanym ogranicznikiem prądowym.
Gdy napięcie akumulatora jest niższe od na-
stawionego napięcia zasilacza, działa ogra-
nicznik prądu i akumulator jest ładowany
prądem o ustalonej wartości. Gdy napięcie na
akumulatorze wzrośnie do nastawionego na-
pięcia zasilacza, prąd ładowania stopniowo
maleje. Taki sposób ładowania jest zalecany
przez producentów akumulatorów. Niniejszy
projekt jest uzupełnianiem cyklu artykułów
Akumulatory w praktyce elektronika, które
niedawno ukazały się w EdW.

Przebiegi prądu i napięcia występujące

podczas ładowania pokazane są na rysunku 1.
Kluczową rolę w re-
gulacji napięcia gra
popularny od lat układ
scalony TL431 – patrz
rysunek 2a. Jak poka-
zuje rysunek 2b, dzia-
ła on podobnie jak
zwykły tranzystor
NPN, tylko napięcie
progowe „emiter-ba-
za” wynosi nie około

0,6V, tylko 2,5V. Choć na schematach symbo-
lem stabilizatora TL431 słusznie jest regulo-
wana dioda Zenera, niemniej tak jak w tran-
zystorze, jeśli napięcie na wejściu REF jest
niższe od napięcia progowego (2,5V), nie
płynie prąd „kolektora”, a jeśli napięcie na tej
końcówce wzrośnie do napięcia progowego,
prąd „kolektora” popłynie przez stabilizator
od końcówki oznaczonej K (katoda) do
A (anoda). „Wzmocnienie prądowe” tego nie-
codziennego tranzystora jest bardzo duże –
prąd „bazy” (I

REF

) w typowych warunkach pra-

cy wynosi około 2

µA, ale nie jest to w tym za-

stosowaniu istotne. Niewiele ważniejszy jest
fakt, że „napięcie nasycenia”, czyli najniższe
napięcie między „kolektorem” (K) a „emite-
rem” (A) nie będzie nigdy mniejsze niż około
2V . W rzeczywistości kostka TL431 zawiera

13

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

2

2

6

6

2

2

8

8

+

+

+

ŁŁ

ŁŁ

aa

aa

dd

dd

oo

oo

w

w

w

w

aa

aa

rr

rr

kk

kk

aa

aa

aa

aa

kk

kk

uu

uu

m

m

m

m

uu

uu

ll

ll

aa

aa

tt

tt

oo

oo

rr

rr

óó

óó

w

w

w

w

oo

oo

łł

łł

oo

oo

w

w

w

w

ii

ii

oo

oo

w

w

w

w

yy

yy

cc

cc

hh

hh

11

11

22

22

VV

VV

11

11

..

..

..

..

..

..

33

33

00

00

AA

AA

hh

hh

ZZ

ZZ

aa

aa

ss

ss

ii

ii

ll

ll

aa

aa

cc

cc

zz

zz

bb

bb

uu

uu

ff

ff

oo

oo

rr

rr

oo

oo

w

w

w

w

yy

yy

Rys. 1

Rys. 2

12 tranzystorów, rezystory, diody i kondensa-
tory – rysunek 2c pokazuje bardzo upro-
szczony schemat wewnętrzny.

Zasadę działania obwodu stabilizacji na-

pięcia pomoże zrozumieć rysunek 3. Jeśli
napięcie ładowanego akumulatora jest niskie,
mniejsze od nominalnego, na rezystorze RE
napięcie jest mniejsze niż napięcie progowe
U1 (2,495V±55mV). Przez stabilizator U1
prąd nie płynie. Płynie natomiast prąd przez
tranzystor TA, który tu pracuje w układzie
wspólnej bazy. Napięcie na jego bazie jest
ustalone i wynosi połowę napięcia akumula-
tora. Rezystory RD, RE są tak dobrane, że
napięcie na RF jest duże, wynosi kilka wol-
tów, co gwarantuje otwarcie MOSFET-a T1.
Prąd ładowania płynie przez akumulator
i tranzystor T1, a napięcie na akumulatorze
stopniowo wzrasta. Jeśli napięcie akumula-
tora wzrasta, wzrasta też napięcie na rezysto-
rze RE. Gdy zwiększy się do wartości napię-
cia progowego, przez układ U1 popłynie
prąd. Prąd ten wywoła dodatkowy spadek na-
pięcia na RC. Napięcie w punkcie A spadnie,
więc tranzystor TA zostanie przytkany (jego
prąd zmaleje). Mniejszy prąd wywoła mniej-
szy spadek napięcia na RF, co spowoduje
przytkanie tranzystora T1 i takie zmniejsze-

nie prądu ładowania, by napięcie akumulato-
ra nie rosło.

Taki układ nie pozwoli na nadmierny

wzrost napięcia na akumulatorze, ale nie ma
ograniczenia prądu ładowania. Wystarczy
jednak dodać niewielki rezystor szeregowy
RS i jeden tranzystor według rysunku 4.
Wartość RS wyznacza prąd ładowania. Gdy
prąd chce wzrastać i napięcie na RS wzrośnie
do wartości napięcia progowego tranzystora
(około 0,6V), otwiera się tranzystor TB (też
pracujący w układzie wspólnej bazy),
zmniejsza napięcie na RA, a tym samym na
RC. W rezultacie maleje prąd tranzystora TA
i tranzystor T1 zostaje przytkany na tyle, że-
by utrzymać stałą wartość prądu płynącego
przez RS i akumulator.

Należy zauważyć, że taki układ nie jest kla-

sycznym zasilaczem, bo bez akumulatora po
włączeniu zasilania „nie wystartuje”. Bez aku-
mulatora, w pierwszej chwili po włączeniu
napięcia sieci, tranzystor T1 jest zatkany
i nie zostanie otwarty, bo do tego potrzebny
jest przepływ prądu przez tranzystor TA.

A prąd przez TA nie popłynie, jeśli nie otworzy
się T1.

Ma to ważne konsekwencje praktyczne

i jest wyjątkowo cenną zaletą ładowarki.
Oznacza między innymi, że po zwarciu zaci-
sków wyjściowych (bez akumulatora) pomi-
mo zwarcia prąd w ogóle nie będzie płynął.
Także przy rozwarciu zacisków, bez akumu-
latora, napięcie na zaciskach nie pojawi się.
Warunkiem rozpoczęcia pracy jest dołącze-
nie „obcego” napięcia” – napięcia akumula-
tora. Napięcie akumulatora wyższe niż
6V umożliwi pracę tranzystora T3 i T1.
Oznacza to, że układ nie może służyć do „re-
animacji” akumulatorów kompletnie wyła-
dowanych. Nie ma to zresztą większego sen-
su, bo taki akumulator rozładowany do zera
może być nieodwracalnie uszkodzony i trze-
ba najpierw spróbować go „ruszyć”. Przez
rozładowany do zera akumulator prąd nie
chce płynąc i do „ruszenia” go zwykle wyko-
rzystuje się źródło napięcia znacznie wyższe-
go od 15V i rezystor o odpowiedniej mocy.
Przykład pokazany jest na rysunku 5. Aku-
mulator trzeba podłączyć na kilka...kilkana-
ście godzin z nadzieją, że „ruszy” i odzyska
przynajmniej część pierwotnej pojemności.

Układ z rysunku 4 może pełnić przewi-

dzianą rolę ładowarki, ale warto go nieco roz-
budować, by zyskać dodatkowe cenne funk-
cje. Schemat proponowanej, ostatecznej we-
rsji pokazany jest na rysunku 6. Aby umożli-

wić regulację prądu ładowa-
nia, przewidziano nie jeden,
a kilka rezystorów RS. Do-
datkowa dioda Schott-
ky’ego D8 pozwala zmniej-
szyć wymagany spadek na-
pięcia na szeregowym rezy-
storze RS z

wartości

14

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

Rys. 6 Schemat ideowy

0,6V do około 0,3V, co zmniejsza straty mo-
cy w rezystancji RS i powala zastosować ty-
powe miniaturowe rezystory o oporności
0,47

Ω ...1Ω. Dodatkowy rezystor R1 zwięk-

sza nieco prąd płynący przez D8 i zapewnia
na niej spadek napięcia około 0,3V.

Obecność dwóch połączonych równole-

gle rezystorów R3 i R4 wynikła tylko z ka-
prysu. Właśnie dla kaprysu w układzie wy-
korzystano wyłącznie rezystory o czterech
nominałach: 62k

Ω, 15kΩ, 1kΩ i 1Ω.

Kondensator C1 zapobiega samowzbu-

dzeniu układu (warto sprawdzić działanie
bez tego kondensatora – samowzbudzenie
nie zawsze jest szkodliwe; w modelu powo-
dowało odmienne działanie sygnalizacyjnej
diody LED).

Pożyteczną rolę sygnalizatora stanu pracy

pełni dwukolorowa dioda LED D10. Podczas
ładowania świecą obie struktury, przez co
kolor świecenia jest zbliżony do pomarań-
czowego. Jeśli napięcie na akumulatorze doj-
dzie do wartości nastawionej potencjome-
trem PR1, napięcie na R5 zwiększy się, zo-
stanie otwarty tranzystor T5 a zatkany T6.
Struktura czerwona zgaśnie. Zielony kolor
lampki D1 świadczy więc tylko o tym, że
układ nie pracuje już w trybie ogranicznika
prądowego i że utrzymuje na zaciskach aku-
mulatora nastawione napięcie. Uwaga! Jak
pokazuje rysunek 1, zaświecenie zielonej
lampki nastąpi w punkcie oznaczonym literą
A. Choć ogranicznik prądowy nie będzie już
działał, akumulator nie będzie jeszcze pełny
– zgromadzony ładunek wyniesie 70...80%
pojemności nominalnej. Dla pełnego nałado-
wania akumulator trzeba pozostawić w łado-
warce jeszcze przez co najmniej dwie...trzy
godziny (można dowolnie długo). Choć zie-
lona lampka nie oznacza pełnego naładowa-
nia, jej wskazania są bardzo pożyteczne, bo
powalają szacunkowo określić stan akumula-
tora.

Gdyby zielona lampka zaświeciła się po

bardzo krótkim czasie ładowania albo nawet
tuż po dołączeniu akumulatora, oznacza to, że
albo akumulator jest w bardzo kiepskim sta-
nie (ma dużą rezystancję wewnętrzną) albo
rezystancja styku zacisków ładowarki z kle-
mami akumulatora jest zbyt duża. W każdym
przypadku wskazuje to na konieczność bliż-
szego zbadania problemu.

W każdym wypadku, gdy napięcie sieci

zostanie włączone, a akumulator nie, wtedy
świecić będzie tylko czerwona struktura
świadcząca o braku akumulatora. Warto zau-
ważyć, że wcześniejsze rozważania dotyczą
zasilania ładowarki napięciem stałym (filtro-
wanym), a nie tętniącym. Przy zasilaniu ła-
dowarki napięciem stałym) czerwona dioda
będzie świecić do chwili dołączenia akumu-
latora – później włączy się struktura zielona
i dioda zaświeci kolorem pomarańczowym.
Jednak po odłączeniu akumulatora... zaświe-
ci dioda zielona.

Byłaby to istotna wada ładowarki, bo aku-

mulator może się rozłączyć (np. wskutek sła-
bego styku zacisków z klemami) i zielona
lampka mylnie pokazałaby, że jest on już na-
ładowany. Aby usunąć tę wadę wystarczy...
zasilać ładowarkę przebiegiem tętniącym.
Wtedy w każdym półokresie prąd ładowania
będzie zmniejszał się do zera. Jeśli akumula-
tor zostanie usunięty, najbliższy zanik prądu
i spadek napięcia na zaciskach w układzie
wyłączy tranzystor T1 i spowoduje zaświece-
nie lampki czerwonej. Warunkiem takiego
działania jest brak w układzie pojemności –
zarówno dołączenie pojemności filtrującej
do przekątnej mostka prostowniczego, jak
i do punktów P, N zmienia działanie układu
i odłączenie akumulatora podczas ładowania
nie będzie już sygnalizowane. W propono-
wanym układzie nie ma kondensatorów
i akumulator jest ładowany prądem tętnią-
cym.

Dioda świecąca D10 jest zasilana nietypo-

wo napięciem wprost z transformatora. Moż-
na byłoby (wspólną) katodę diody D10 dołą-
czyć wprost do punktu N. Ale wtedy, po za-
niku napięcia sieci, świeciłaby się lampka
zielona, a akumulator rozładowywałby się
prądem o wartości kilkunastu miliamperów.
Zasilenie diody D10 wprost z transformatora
zagwarantuje po pierwsze, że po zaniku na-
pięcia sieci dioda D10 zgaśnie całkowicie,
sygnalizując awarię, a akumulator będzie się
rozładowywał prądem w wartości nie więk-
szej niż 2,5mA.

Obwód D7, Y1, jak się łatwo domyślić,

jest sygnalizatorem odwrotnego dołączenia
akumulatora. Głośny pisk brzęczyka natych-
miast ostrzeże roztargnionego użytkownika.
Odwrotne dołączenie akumulatora, nawet na
dowolnie długi czas, nie grozi jednak niczym
złym. Niezależnie, czy układ jest zasilany,
czy nie, pobór prądu z akumulatora wyniesie
przy takim błędnym połączeniu tylko około
8...9mA, co nie będzie mieć żadnych nega-

tywnych skutków ani dla akumulatora, ani
dla ładowarki. W trakcie testów modelu ko-
nieczne okazało się dodanie diody D9. Bez
niej przy odwrotnym zasilaniu tranzystor T1
zostałby otwarty i popłynąłby duży prąd roz-
ładowania akumulatora. Może się to wydać
dziwne – przyczynę wyjaśnia rysunek 7, po-
kazujący kluczowe fragmenty układu przy
odwrotnym włączeniu zasilania (i dla upro-
szczenia, przy braku napięcia sieci). Zgodnie
z rysunkiem 2c, stabilizator TL431 w kierun-
ku przewodzenia zachowuje się jak zwyczaj-
na dioda, a z kolei tranzystor T2 pełni rolę
diody Zenera o napięciu 5...6V. Umożliwia to
przewodzenie tranzystora T3 i otwarcie T1.
Prąd byłby wtedy związany ze spadkiem na-
pięcia na RS, z napięciem „Zenera” T2 i na-
pięciem progowym U

GSth

tranzystora T1.

W praktyce oznaczałoby to uszkodzenie re-
zystora(-ów) RS, diod mostka prostownicze-
go, a nawet tranzystora T1.

Dodanie diody D9 rozwiązuje problem,

uniemożliwiając pracę tranzystora T2 i T1.

Ostatecznie układ jest odporny na wszel-

kie zagrożenia.

Montaż i uruchomienie

Układ ładowarki można zmontować na płyt-
ce drukowanej, pokazanej na rysunku 8.
Montaż nie powinien sprawić kłopotu nawet
początkującym. Należy zwrócić uwagę na
właściwe wlutowanie końcówek brzęczyka
Y1, który ma działać przy odwrotnym dołą-
czeniu akumulatora.

Stosownie do pojemności ładowanego

akumulatora należy dobrać prąd ładowania.
Jest o bardzo łatwe. Trzeba wlutować tyle 1-
omowych rezystorów, żeby uzyskać potrzeb-
ny prąd. Jeden rezystor RS o wartości 1Ω
zapewnia prąd ładowania około 0,15A.
Przykładowo dla akumulatora żelowego
o pojemności 2Ah, maksymalny prąd łado-

15

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Rys. 7

Rys. 8 Schemat montażowy

wania wynosi 0,6A (0,3*2), więc trzeba wlu-
tować cztery 1-omowe rezystory RS.

Po zmontowaniu i sprawdzeniu całości,

do zacisków P, N trzeba dołączyć akumulator
i ładować go. Podczas ładowania pustego
akumulatora napięcie na nim będzie rosnąć,
ale po pewnym czasie ustabilizuje się na war-
tości wyznaczonej przez czynną rezystancję
PR1. Za pomocą potencjometru PR1 nale-
ży dobrać końcowe napięcie ładowania. Je-
śli ładowarka będzie pracować w trybie bez-
przerwowego zasilacza buforowego (stale
włączona i połączona z akumulatorem), wte-
dy trzeba za pomocą PR1 ustawić napięcie
końcowe około 13,8V (13,5...13,8V), co od-
powiada zalecanej przez wszystkich produ-
centów wartości 2,25...2,3V na ogniwo, gwa-
rantującej przewidzianą trwałość.

Przy pracy cyklicznej (na przemian łado-

wanie i rozładowywanie) napięcie końcowe
na akumulatorze powinno wynosić około
15V (14,4...15V). Tu wartość napięcia koń-
cowego nie jest krytyczna. Czym wyższe to
napięcie, tym szybciej naładuje się akumula-
tor. Jednak pozostawienie akumulatora na
stałe pod napięciem większym niż 15V może
zmniejszyć jego żywotność.

Wlutowanie odpowiedniej liczby 1-omo-

wych rezystorów RS i ustawienie potencjo-
metru PR1 to jedyne wymagane regulacje.
Należy jednak pamiętać, że ustawienie na-
pięcia końcowego nie jest możliwe „na su-
cho”, bez akumulatora. Należy je ustawić
w warunkach normalnej pracy po dołączeniu
i pełnym naładowaniu akumulatora.

Uwaga! Z tranzystorem T1 koniecznie

musi współpracować odpowiedni radia-
tor! Jego wielkość będzie zależeć od prądu
ładowania i napięcia transformatora. Przy
małych prądach może wystarczyć kawałek
blachy aluminiowej. 12 rezystorów 1-omo-
wych da prąd maksymalny sięgający 2A.

Przy takim prądzie straty mocy mogą sięgnąć
kilkunastu watów, co będzie wymagać zasto-
sowania większego radiatora. Podczas pracy
taki radiator może być bardzo gorący – nawet
do +90...100

o

C.

Dla dociekliwych

Dobierając prąd ładowania, trzeba pamiętać,
że nie powinien przekraczać liczbowo warto-
ści 0,3C (C – pojemność akumulatora w am-
perogodzinach). Przy prądzie 0,3C czas peł-
nego naładowania wyniesie około 6 godzin.

Przykładowo dla akumulatora o pojemno-

ści 10 amperogodzin (10Ah) prąd ładowania
nie powinien przekroczyć 3A (0,3*10Ah).
Niektórzy wytwórcy podają maksymalny
prąd ładowania równy 0,25C. Oczywiście
prąd ładowania można zmniejszyć do warto-
ści 0,1C, a nawet 0,05C, ale wtedy czas łado-
wania radykalnie się wydłuży, nawet do kil-
kudziesięciu godzin.

Wartość prądu ładowania wyznacza wy-

padkowy opór rezystorów RS1...RS4. Na
schemacie ideowym (rysunek 5) pokazano
cztery rezystory RS. Na płytce przewidziano
cztery grupy, umożliwiające wlutowanie
w sumie do 12 rezystorów. Celowo wykorzy-
stano taki sposób, ponieważ umożliwia on
bardzo proste dobranie prądu ładowania. Na-
bywcy zestawu AVT-2628 otrzymają w kom-
plecie 12 rezystorów o nominale 1

Ω. Dzięki

zastosowaniu diody D7 można było znacznie
zredukować moc wydzielaną w tych rezysto-
rach i można tu śmiało stosować popularne
miniaturowe rezystory o obciążalności
0,1...0,2W.

Wnikliwi Czytelnicy mogą się zastana-

wiać, dlaczego 1-omowy rezystor daje prąd
0,15A, a nie 0,3A – przecież spadek napięcia
na rezystancji RS ma wynosić 0,3V. Tak jest,
ale ponieważ układ jest zasilany przebiegiem
tętniącym niefiltrowanym, więc prąd łado-
wania płynie tylko wtedy, gdy napięcie
z transformatora (pomijając spadek napięcia
na diodach prostowniczych) jest wyższe od
napięcia akumulatora. W rezultacie przebieg
prądu ładowania przypomina przebieg pro-
stokątny o wypełnieniu około 50% lub nieco
więcej (ściślej trapezoidalny). W rzeczywi-
stości jeden 1-omowy rezystor zapewni prąd
w granicach 0,1A...0,2A, zależnie od napię-
cia wtórnego i mocy użytego transformatora
oraz od rozrzutu napięć progowych D8, T2
i tolerancji rezystorów. Warto to sprawdzić
w gotowym układzie, a w razie potrzeby
można dobrać rezystory RS we własnym za-
kresie. Na marginesie warto nadmienić, że z
uwagi na kształt impulsów prądu ładowania,
naprawdę precyzyjny wynik pomiaru prądu
ładowania dadzą tylko mierniki przetworni-
kiem wartości skutecznej (True RMS).

Ze względu na impulsowy sposób łado-

wania, warto stosować możliwie duże warto-
ści z zalecanego zakresu napięć końcowych:
13,8V dla pracy buforowej i 15V lub nawet

nieco więcej dla pracy cyklicznej. Chodzi
o to, że impulsy prądu ładowania wywołują
pewien spadek napięcia na rezystancji we-
wnętrznej akumulatora, przez co charaktery-
styka ładowania jest nieco inna niż przy prą-
dzie stałym.

Użyty transformator zasilający powinien

mieć nominalne napięcie wtórne (zmienne)
w granicach 12...15V. Jego moc będzie zale-
żeć od potrzebnego prądu ładowania. Moc
transformatora powinna być co najmniej
50% większa od mocy uzyskanej z przemno-
żenia prądu ładowania i napięcia 15V. Przy-
kładowo dla prądu ładowania 0,6A iloczyn
0,6A*15V wynosi 9W, więc moc transfor-
matora nie powinna być mniejsza niż
13,5W (150%*9W).

Trudno podać ścisłą procedurę doboru ra-

diatora, bo wydzielana moc strat będzie
w istotnym stopniu zależeć nie tylko od prą-
du, ale też od napięcia transformatora. Dla
zmniejszenia strat mocy w tranzystorze T1
warto stosować transformator o możliwie
małym napięciu wyjściowym (11...13VAC),
byleby tylko zapewnił on potrzebny prąd ła-
dowania. Gdy posiadany transformator ma
niepotrzebnie zbyt wysokie napięcie wyj-
ściowe, można spróbować zmniejszyć grza-
nie T1 przez eksperymentalne dobranie do-
datkowego rezystora szeregowego Rx o od-
powiedniej mocy, włączonego według ry-
sunku 9. Wtedy część mocy strat wydzieli
się w tym rezystorze.

Po pewnym czasie eksploatacji użytkow-

nik może skorygować ustawienia prądu i na-
pięcia końcowego. Akumulatory to dość ka-
pryśne elementy i warto poznać dokładnie
właściwości konkretnego egzemplarza, prze-
prowadzając szereg prób przy różnych prą-
dach i napięciach ładowania, przeprowadza-
jąc po każdym takim cyklu ładowania kon-
trolne rozładowanie sprawdzające rzeczywi-
stą pojemność.

Możliwości zmian

W miejsce PR1 można zastosować klasyczny
duży potencjometr obrotowy, umieszczony
na płycie czołowej z dobraną indywidualnie
skalą, pozwalający łatwo ustawić napięcie
końcowe

W miejsce sieci rezystorów RS można za-

stosować obrotowy lub zestaw przełączni-
ków „dwójkowych”, pozwalających zmie-
niać prąd w sekwencji 1A-0,5A-0,25A-
0,125A.

16

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Wykaz elementów

R1-R4,R7,R12,R14-R16 . . . . . . . . . . . . . . . .15kΩ
R5,R9,R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R6 R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62kΩ
R10,R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59kΩ
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
RS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1Ω (12szt.)
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF
D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
D5-D7,D9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT43
D10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 2-kol
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BUZ11
T2-T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL431
Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .piezo z gen. 12V

KKoom

mpplleett ppooddzzeessppoołłóóww zz ppłłyyttkkąą

jjeesstt ddoossttęęppnnyy ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT-22662288

Rys. 9

Jeśli ktoś zechce wzbogacić opisywany

przyrząd we wskaźnik – amperomierz kon-
trolujący prąd ładowania, nie powinien go
włączać między punktami N, P a akumulato-
rem, jak pokazuje (przekreślony) rysunek 10,
aby dodatkowy spadek napięcia nie szkodził
pracy układu regulacji napięcia. Każda rezy-
stancja włączona w obwodzie wyjściowym
jest szkodliwa i znacznie wydłuża czas łado-
wania. Amperomierz należy włączyć w in-
nym miejscu toru prą-
dowego. Na płytce dru-
kowanej przewidziano
(zaznaczone też na
schemacie) punkty
oznaczone X, X1, do
których można dołą-
czyć amperomierz po
przecięciu ścieżki po-
między nimi.

W tytule projektu podane jest, że układ

przeznaczony jest do akumulatorów o pojem-
ności do 30W. Tak naprawdę ograniczeniem
nie jest wcale pojemność akumulatora, tylko
moc strat tranzystora T1 i maksymalny prąd
diod mostka. Ze względu na zastosowanie
popularnych diod 1-amperowych, najwięk-
szy prąd ładowania prezentowanej wersji nie
powinien przekroczyć 2A. Po zmianie diod

na większe układ mógłby pracować przy
znacznie większych prądach. Zastosowany
tranzystor T1 typu BUZ11, IRF540 teore-
tycznie może pracować z prądami ponad
20A (BUZ10, IRF530 ponad 10A). Praktycz-
nym ograniczeniem jest jednak moc strat cie-
plnych w tym tranzystorze, która przy prą-
dach rzędu 10...20A mogłaby sięgnąć kilku-
dziesięciu watów. Wymagałoby to zastoso-
wania bardzo sprawnego radiatora. Kto
chciałby wypróbować taką wersję z dużym
klasycznym radiatorem albo chłodzeniem
z wymuszonym za pomocą wentylatora, powi-
nien wziąć pod uwagę, że rezystancja ter-
miczna tranzystora IRF540 wynosi 1,1K/W,
a BUZ11 - 1,67K/W. Do tego dojdzie rezy-
stancja między obudową a radiatorem – oko-
ło 0,5K/W przy zastosowaniu pasty termo-
przewodzącej. Żeby więc rozproszyć na
przykład 40W mocy strat, zastosowany ra-
diator do tranzystora IRF540 czy BUZ11
musiałby mieć bardzo małą oporność cieplną
poniżej 1K/W, natomiast BUZ10 czy IRF530
nie poradzą sobie z rozproszeniem takiej ilo-
ści ciepła.

Wersję pracującą przy większych prądach

można śmiało wypróbować w praktyce, a dla
zmniejszenia mocy strat trzeba dobrać trans-
formator o możliwie niskim napięciu wyj-

ściowym (11...13V), który zapewni wymaga-
ny prąd ładowania przy napięciu na akumu-
latorze równym 15V – moc strat w tranzysto-
rze T1 będzie wtedy najmniejsza. Najwięk-
sza moc strat wystąpi na początku ładowania,
gdy napięcie akumulatora będzie wynosić
12...13V.

Przy większych prą-

dach warto rozważyć wy-
korzystanie prostownika
impulsowego, który zo-
stanie opisany w
przyszłości.

Jeśli ktoś chciałby do-

dać obwód kompensacji
cieplnej (-3...-5mV/K na
ogniwo, czyli -18...-
30mV/K dla akumulatora
12V), może w miejsce
włączyć dziesięć diod
krzemowych w szereg
i dobrać indywidualnie wartość R6 według
rysunku 11. Producenci akumulatorów poda-
ją jednak, że przy pracy w temperaturach
otoczenia +5...+35

o

C taka kompensacja nie

jest konieczna.

Jerzy Częstochowski

Konsultacja Piotr Górecki

17

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Rys. 10

Rys. 11

Przysyłam rozwinięcia różnych skrótów (i nie tylko skrótów) zwią-
zanych z EdW. Nie jestem ich autorem, zostały one wygenerowane
przez skrypty na stronach WWW. Jeśli komuś się one nie będą
podobać, to bardzo przepraszam, te rozwinięcia skrótów zamie-
szczam jako ciekawostkę. (...) Pierwsza strona używa rozwinięć
skrótów na wyrażenia związane z cyborgami, druga z komputerami
i elektroniką.

E.D.W.: Entity Designed for Warfare
P.I.O.T.R.: Positronic Individual Optimized for Troubleshooting
and Repair
G.O.R.E.C.K.I.: General Obedient Replicant Engineered for Ceaseless
Killing and Infiltration
R.A.A.B.E.: Robotic Android Assembled for Battle and Exploration
A.V.T.: Android Viable for Troubleshooting
E.L.E.K.T.R.O.N.I.K.A.: Electronic Lifeform Engineered for Killing
and Troubleshooting/Robotic Obedient Nocturnal Infiltration and Killing
Android
E.L.E.K.T.R.O.N.I.K.: Electronic Lifeform Engineered for Killing
and Troubleshooting/Replicant Optimized for Nocturnal Infiltration
and Killing
D.L.A.: Digital Lifelike Android

W.S.Z.Y.S.T.K.I.C.H.: Wireless Synthetic Zombie Yearning
for Sabotage/Transforming Killing and Intensive Calculation Humanoid
E.P.: Electronic Person
P.R.A.K.T.Y.C.Z.N.A.: Positronic Robotic Android Keen
on Troubleshooting/Ytterbium Cybernetic Zealous Nullification Android
B.U.R.L.E.S.K.A.: Biomechanical Upgraded Replicant Limited
to Efficient Sabotage and Kamikaze Assassination
Z.B.I.G.N.I.E.W.: Zeta Biomechanical Individual Generated
for Nocturnal Infiltration and Efficient Warfare
O.R.L.O.W.S.K.I.: Obedient Robotic Lifeform Optimized
for Worldwide Sabotage and Kamikaze Infiltration
A.N.D.R.Z.E.J.: Artificial Networked Device Responsible
for Zealous Exploration and Judo
J.A.N.E.C.Z.E.K.: Journeying Artificial Neohuman Engineered
for Ceaseless Zoology and Efficient Killing
EDW Erasable Desktop Web
PIOTR Portable Interactive Omni-Telecommunications Register
RAABE Rendering Architecture Automatic Bit Equipment
AVT Asynchronous Volume Terminal
EP Electronic Port

Pozdrawiam,

Grzegorz Niemirowski

Humor