Необходимость разрядки АЭ до минимального напряжения 1 В связана с устойчивым мнением о «памяти» аккумуляторов. При начале зарядки, например, с напряжения 1,25 В и полной затем зарядке элемент при последующей работе отдаст только ту энергию, которую получил при подъеме напряжения с 1,25 В до предельного 1,37 В, т. е. когда он не принял полный заряд. А при начале зарядки с минимально допустимого напряжения 1 В АЭ отдаст затем значительно большую энергию, т. е. будет работать более продолжительное время.
При зарядке в однополупериодном режиме «закачиваю» в АЭ 160 % его номинальной емкости Q в течение 20 часов средним током I3 = 0,08∙Q. Одновременно в течение каждой обратной полуволны напряжения разряжаю АЭ средним током Iз = 0,008∙Q. Так что окончательно в элемент по завершении зарядки заводится 144 % его емкости. После отключения выпрямителя напряжение на АЭ максимально и равно 1,44 В. Оно затем уменьшается и через 20–25 минут становится стабильным около 1,37-1,39 В. Если после зарядки АЭ длительно не будет использоваться, его нужно держать под тренировочным током, равным примерно 0,01 Q. Периодически следует измерять напряжение. Когда оно снизится до 1 В, то АЭ надо снова зарядить. Так содержащийся АЭ сохраняет свою емкость и работоспособность до 10–15 лет и более. Нужно помнить, что если не держать ГНКА под тренировочным током, то уже после месяца бездействия он может потерять до 20–40 % его первоначальной емкости и в дальнейшем потери будут расти. Однако бывает, что АЭ долго не применялся и не был под тренировочным током, а напряжение на нем составляет десятые доли В. Значительную часть емкости такого АЭ можно попытаться восстановить. Первоначально надо его зарядить током величиной 0,04∙Q в течение 40 часов, а затем разрядить таким же током до напряжения 1 В. Снова зарядить током 0,06∙Q в течение 30 часов и опять разрядить таким током. После чего зарядить током 0,08∙Q за 20 часов и разрядить снова этим током до 1 В. Зарядив еще раз в последнем режиме, можно АЭ использовать по назначению или ставить под тренировочный ток. При всех зарядках должна быть одновременная разрядка АЭ током, составляющим 10 % от тока зарядки, как это представлено ниже при описании работы зарядного устройства по рис. 2. По моим оценочным измерениям, ряд таких элементов восстановили свою емкость до 60–70 % от паспортной.
Рис. 2. Схема зарядного устройства:
Rз — резистор зарядной цепи; Д — диод; Э — аккумулятор; Rp — резистор разрядной цепи
Перехожу непосредственно к зарядному устройству. Чем меньше оно содержит электронных компонентов и чем схемно проще, тем оно надежнее и безопаснее для ГНКА. Конечно, нельзя отрицать применение автоматов и полуавтоматов с временными таймерами и контролем переданной в АЭ энергии. Описаний таких систем в последние годы появляется достаточно много. Однако в условиях круглосуточной работы многоэлементные устройства имеют большую вероятность выйти из строя и повредить ГНКА. А самое главное, я на основании своего долговременного опыта предлагаю применять очень простые и надежные зарядные устройства, содержащие минимум электронных компонентов. Устройство может быстро изготовить даже неподготовленный к радиомонтажным работам читатель. Детали для такого устройства можно извлечь практически из любого старого телевизора или радиоприемника, выбрасываемых в мусор или на свалку. Все или часть электронных компонентов можно купить в торговой сети.
Собственно схема зарядного устройства (ЗУ) приведена на рис. 2. ЗУ включают непосредственно в сеть с напряжением U = 220 В. Зарядный ток автоматически устанавливается постоянной величины, т. е. режим наиболее благоприятный для АЭ. Цепь тока зарядки Iз в течение каждого полупериода выделена жирной линией. Цепь разрядки элемента током Iр в течение каждого следующего полупериода показана дополнительной тонкой линией. Ток зарядки проходит через гасящий напряжение резистор Rз, полупроводниковый диод Д и заряжаемый элемент Э. Ток разрядки течет в обратном направлении через резистор Rp по схеме рис. 2. Резистор может быть присоединен и как показано штриховой линией, но тогда его величина должна быть на 10 % меньше. В таком ЗУ содержится минимум деталей. Определим величины резисторов по схеме рис. 2 применительно к зарядке АЭ с емкостью Q = 0,038 для ручных часов. Как говорилось выше, средний ток должен быть равен I3 = 0,08∙Q и превышать Iр в 10 раз. Следует отметить, что 10 % от общего зарядного тока через Э по схеме рис. 2 проходит через Rp, через который в следующий полупериод он протекает обратно. Поэтому величина R параллельно соединенных резисторов Rз и Rp равна: