Накануне глобального ремонта квартиры мне был подарен отечественный аккумуляторный шуруповерт ДЭА-12 М. В комплекте поставляется примитивное зарядное устройство (БП, пара резисторов и светотодиод). В мануале указано: продолжительность зарядки составляет 3 - 5 часов - в зависимости от фактической емкости батареи. Как-то "не спортивно" получается - время самому контроллировать, да еще достаточно длительное. В свяэи с указанными недостатками появилось желание собрать/купить автоматическое зарядное устройство, которое должно:
1. Быть автоматическим - т. е. самостоятельно, без моего участия, контроллировать параметры заряда. Исключение: без реализации контроля температуры.
2. Иметь возможность форсированного заряда. Максимум - 1 час.
3. Заряжать батарею из последовательно соединенных 10 шт. Ni-Cd аккумуляторов напряжением 1,2 В, емкостью 1300 мА/ч. Т. е. 12 В, 1,3 А/час.

На настоящем этапе рассматриваю решения с использованием MAX713:
Мастер Кит
Радикот

Господа, прошу рекомендаций по готовым схемным или готовым аппаратным решениям.

Как в принципе "грамотно" заряжать Ni-Cd аккумуляторы?

Насколько я помню, надо заряжать постоянным током и контролировать напряжение на банках. Ток и пороговоые напряжения надо посмотреть в документации на конкретную банку.

Стандартный режим зарядки - током 0,1С (С=1300мА в Вашем случае). Процесс полной зарядки с учетом КПД займет 13-14 часов.
Другой край - быстрая зарядка током 1С - соответственно час с чем то. В этом случае необходимо следить за температурой.
Оптимум - в районе 0,3-0,4С - требуется меньшая мощность и не нужен контроль Т.
Конец зарядки лучше всего фиксируется по уменьшению напряжения на элементе - примерно 20мВ на каждом (в целом лучше будет видимо в районе 0,1В).
Кроме того необходимо иметь ввиду, что при выбранном токе зарядки Ваш источник тока должен обеспечивать напряжение в районе 16В.
Важно: Для того чтобы аккумуляторы служили долго, важно перед зарядкой их полностью разрядить. Можно сделать специальный режим разряда малым током (не более 0,05С).
Удачи.

Кроме того необходимо иметь ввиду, что при выбранном токе зарядки Ваш источник тока должен обеспечивать напряжение в районе 16В. Поясните, пожалуйста, почему 16 В?
Можно сделать специальный режим разряда малым током (не более 0,05С). Скажите, режим расряда обеспечивается противотоком, либо малым током по схеме заряда?

Я точно не уверен... Но по-моему если эти аккумуляторы (отечественные Ni-Cd) даже удастся пару раз зарядить за 1 час, то на третий их можно будет выкинуть. Режим 3-5 часов и так, вроде, "форсированный".

Что касается по устройству зарядки, я подозреваю, что проще и дешевле всего будет "доработать" имеющееся ЗУ, например, реле (или транзистором пухленьким), которое будет управляться компаратором, сравнивающим напряжение, получаемое с делителя, подключенного к батарее и какого-нибудь мелкого стабилизатора типа 78lxx. Я точно не скажу сейчас, но по-моему прекращать заряд нужно когда напряжение достигнет вольт 14-15. Короче эти стабилизатор, резисторы и компаратор будут заменять собою микросхему и всю остальную начинку. Еще диод можно добавить на выходе, хотя, вроде, не обязательно в данном случае.

Ну, отсюда, кстати, мораль - сколько вольт должен выдавать БП, с учетом того что на транзисторе, например, пропадет вольт или два. С механическим реле, разумеется, в этом отношении лучше.

Проблема с батареями по 10 штук в том, что после нескольких циклов банки начинают различаться по емкости, и при глубокой посадке напряжение на самых слабых падает быстрее, и они в процессе разряда начинают перезаряжаться в обратную сторону более сильными банками. Это их губит. Поэтому в идеале должен быть доступ к каждой банке для контроля и выравнивания.
Перед зарядкой каждая банка должна быть доведена до полной разрядки по ёмкости (но не по напряжению - напряжение на ней должно быть 0.9 - 1 В). Напряжение на заряженной банке 1,48 - 1,5 В. Учитывая падение на ключе и ограничителе питание надо вольт 18.
Попадалось упоминание Ni-Cd аккумов "без эффекта памяти". Не знаю, насколько это правда.

RodionGork, да, это хорошая идея реализации ЗУ в имеющемся корпусе. Что скажете об этой схеме (описание)?
Baxt, подключиться к каждой банке проблематично будет. Да и смысла особого не вижу, поскольку надо реализовать задачу малыми потугами
Со временем заряда в 1 час, думаю, погорячился. Меняю условия: максимальное время заряда - 3 часа.

Насколько я понимаю, ЗУ в любом случае удобно реализовывать на базе имеющегося. Хотя БП в первых двух схемах не нарисован, его ведь туда надо подключать. ;-)

По схеме. Ну да, именно идею, реализованную этой схемой, я и имел в виду. Вот здесь натуральным образом присутствует стабилизатор (стабилитрон и резисторы R1, R2, R9) который через компаратор, сравнивающий напряжение с выходным (в его роли операционник 741, да и любой другой, ясно, сойдет) управляющий ключевым транзистором (VT2).

Ну, я бы, пожалуй, резисторы R7 и R8 включил после диода, а не до него. При этом их значения полезно увеличить раз в десять. Иначе они будут измерять напряжение не совсем там, где надо (и после отключения тока они вообще непонятно что будут измерять, так что я не уверен, что операционник не захочет открыться обратно).

Собственно все три схемы идеологически друг от друга не отличаются. В них присутствует:
1) мощный ключевой транзистор, отключающий зарядку когда будет "пора";
2) мощный резистор малого сопротивления, ограничивающий ток заряда;
3) глубокомысленный набор деталей, управляющий отключением транзистора (по достижении нужного напряжения или, например, по истечении времени).

Лично мне они не нравятся именно пунктом 2. Когда я сам пробовал делать зарядки разные, я понял, что этот самый резистор тем сложнее подбирать чем меньше разница напряжений у БП и батареи и чем больше нужен зарядный ток. Сопротивление этого резюка зачастую порядка Ома а мощность порядка Ватта. При этом если напряжение на входе немного меняется, ток (и рассеиваемая мощность) меняются сильно.

Альтернативный вариант "сжигать лишнее" на самом ключевом транзисторе, используя его в качестве стабилизатора тока. Я, собственно, примерно такую схему хотел:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У нее свой недостаток: зарядный ток определяется коэффициентом усиления транзистора и резисторами в его базе. Поэтому резисторы надо подбирать (исходя из характеристик транзистора), включив амперметр как показано. Впрочем, подобрать резисторы в этом диапазоне значительно легче, начинать надо с больших номиналов.

Движок резистора переменного установить в нижнее положение пока настраиваем ток, а потом им отрегулировать желаемое напряжение отключения. Стабилитрон можно брать любой на напряжение, скажем, от 2 до 9 Вольт, соответственно корректируя стойку из трех резюков.

Схема только что высосана из пальца (без операционника я ее когда-то делал), поэтому хорошо бы у кого-нибудь знающего спросить совета.

с почтеньем,
Родион

P.S. На схеме слева заряжающая батарея (то есть БП) а справа заряжаемая (аккумы).

RodionGork. Какой хитрый человек... (© к/ф ДМБ, г-н Охлобыстин)
Все это прекрасно понимается. Хочется ведь готового решения. Ищется же "почти" готовое решение, чтобы меньше временных, да и материальных затрат использовать. Что скажете на счет низкоомного полевика в приведенных схемах?
Согласен, резистор низкоомный это неизбежность. Тем не менее, для разового экземпляра можно придумать что-то.

Будьте уверены (опыт есть) - "готовые" решения зарядок после сборки требуют значительной "доработки напильником" (в первую очередь из-за вариаций параметров БП и батареи). И чем сложнее схема, тем хуже обстоит дело... Обратите внимание, что все три ваши схемы требуют настройки зарядного тока (подбором низкоомного резистора) и порога выключения (подбором стойки резисторов или подстройкой переменного резюка)... ;-)))

Собственно свою схему я и предложил из того соображения, чтоб проще всего ее настраивать.

Низкоомный полевик... А сколько ом у низкоомного полевика? Если найдете подходящий - пробуйте, конечно... ;-)))

Однако! Ведь имеющийся БП, как помню, именно обеспечивает нужный для форсированного заряда ток. Проблема только в том, что он не отключается. Так?

Если так, то берем мою схему, вместо транзистора (и диода) включаем реле механическое (согласитесь, самый низкоомный вариант), а операционник заменяем компаратором LM393. Обмотку реле включаем между его выходом и плюсом (через резистор, в зависимости от тока срабатывания реле). Одну из групп контактов реле можно включить в цепь обмотки реле чтобы оно вставало на самоблокировку.

с почтеньем,
Родион

P.S. Кстати, по материальным (и следовательно трудовым) затратам мои фантазии пока рулят... ;-)

P.P.S. И вообще, к какому БП вы собираетесь подключать зарядку (любую из предложенных)? Если окажется, что она не дает нужного напряжения, то окажется, что мы и рассуждаем-то напрасно. ;-)

1. Потому что зарядка по сути должна обеспечивать ток. И при выбранном токе напряжение на батарее будет достигать (ближе к концу зарядки) 15,5-15,6В.
2. Разряд обеспечивается подходящим резистором.

Ведь имеющийся БП, как помню, именно обеспечивает нужный для форсированного заряда ток. Проблема только в том, что он не отключается. Так?
Да, именно. Существующий БП тянет до 450 мА. Но нет проблемы в БП с необходимыми параметрами.
Одну из групп контактов реле можно включить в цепь обмотки реле чтобы оно вставало на самоблокировку.
Хм. Как же в конце заряда разблокировать реле? Или речь идет о блокировке реле по окончании заряда?
P.S. Кстати, по материальным (и следовательно трудовым) затратам мои фантазии пока рулят... ;-)
Абсолютно согласен.
P.P.S. И вообще, к какому БП вы собираетесь подключать зарядку (любую из предложенных)? Если окажется, что она не дает нужного напряжения, то окажется, что мы и рассуждаем-то напрасно. ;-)
Тут проблем нет. Источник с необходимыми параметрами доступен.