Хождение под мухой или две недели с MAX713.

Автор:
Опубликовано 15.02.2007

Не было заботы, купила баба порося.

Всем привет.
Как вы, наверное, уже поняли из заголовка, речь пойдет о зарядном устройстве для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов на микросхеме MAX713. Схема этого зарядника есть на нашем сайте и посмотреть её можно вот тут. Правда по окончании этой лабораторной работы её придется несколько подкорректировать, однако не буду забегать вперед. Со всем этим добром пришлось изрядно попыхтеть и написание данного опуса растянулось больше чем на две недели - чуть позже поймете почему. Хотя, вполне возможно, кому-то и удалось избежать проблем, которые будут описаны ниже, но тем не менее, тех горемык, которые так же как и я маялись с этой микросхемой судя по нашему форуму хоть отбавляй. Так что, надеюсь, эти две недели не пропадут даром и помогут нашим товарищам не наступать на те грабли, которые беспорядочно раскиданы вокруг.
Итак, вот она, виновница торжества - MAX713:

Короче говоря, начитавшись всяких кошмаров на нашем и на других форумах, я подумал - "Ну вот они все дураки-то... Сейчас я все быстренько соберу и всем покажу козью морду - руки не оттуда растут...". Однако реальность оказалась гораздо хуже, чем я предполагал. Но обо всем по порядку.
Итак, я метнулся котом помойным в один известный московский магазин радиобарахла, где и было закуплено все необходимое.

Вот из всего этого и будем лепить зарядное устройство. Плату разрабатывать не стал - обойдусь макеткой. Также, для полевых испытаний, были закуплены пара металлогидридных аккумуляторов GP емкостью 1300мАЧ

и симпатичный пенальчик для них:

Ну и славно. Теперь - расчеты.
Итак, у нас есть два аккумулятора по 1300мАЧ каждый. Я выбрал разумный, на мой взгляд, компромисс между скоростью заряда и сохранностью аккумулятора - заряжать будем током С/2, то есть около 750мА.
Теперь, чтобы было проще - по шагам, указанным в статье со схемой.
1. Ток заряда - уже определили - 750мА.
2. Количество аккумуляторов - 2 штуки, смотрим в таблицу 1 - PGM1 остается висеть в воздухе, а PGM0 соединяем с V+.
3. Подбираем входное напряжение. Минимально, оно должно быть равно 2+(1,9*2)=5,8 вольта, то есть, не меньше 6 вольт. Однако у меня был в наличии трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 12 вольт. Учитывая диодный мост и фильтрующий конденсатор, получаем входное напряжение - 17 вольт. Не хило. Ну а кому сейчас легко?
4. Определяем мощность выходного транзистора - (17-2,7)*0,75=10,7 ватт. Ну возьмем 11. В принципе, КТ816 такую мощность выдерживает, судя по справочнику. Поэтому, менять я его не стал (пока) и поставил его буржуйский аналог BD140.
5. Считаем R1. R1=(17-5)/5=2,4 кОм.
6. Считаем R6. R6=0,25/0,75=0,33 Ом.
7. Выбираем время тайм-аута - смотрим таблицу 2 - PGM2 прикручиваем к BATT-, PGM2 - к REF. Это будет соответствовать 3-м часам.
Все, с расчетной часть покончено - впереди сплошная практика, чтоб её.
Вся сборка проходила довольно спокойно, в теплой, дружественной обстановке.
Не прошло и пары часов, как получилось вот это:

Резистор R6 был выдран из какой-то платы оставшейся со времен мохнатых мамонтов - со знаком качества.

Так, время достать аккумуляторы. Тут выяснилась одна интересная вещь - когда я перевернул упаковку, мой взгляд уперся в строгую надпись - "Не вскрывать!"

Долго думал. Но потом решил все же на свой страх и риск вскрыть упаковку и вытащить оттуда аккумуляторы. Посмотрим, насколько они заряжены.

Ну, нормальный недозаряд - пациент ни жив ни мертв. Он в коме. Будем лечить.
Ну вот, все готово - по местам стоять, с якоря сниматься!

Поехали!

20 секунд, полет нормальный. Как видите, ток на 50 мА отличается от расчетного - скорее всего это связано с немного большим (на 0,03 Ома) сопротивлением резистора R6. Ну да это не беда.
В первое включение, вся эта конструкция проработала ровно семь минут. Нет, она не сама выключилась - я её выключил. Потому как на диодном мосту (КЦ402А) и радиаторе транзистора можно было жарить яйца. Я побоялся спалить и то и другое, посему пришлось опять бежать в магазин. Правду люди говорят - сколько не бери, а все равно второй раз бежать придется. Таким образом, диодный мост был заменен на другой, с большим максимальным током (1,9А у 2KBB40 против 1А у КЦ402А)

А на транзистор был водружен более монстровый радиатор.

После этого, радиатор все равно разогревался прилично, но руку держать на нем, хотя и с трудом, можно было.
Ну что - опять поехали.
На этот раз мой бульбулятор проработал 24 минуты и вырубился сам. Тьфу, блин! А все не просто так. Ну что же, начнем шаманить. Прежде всего, я заменил транзистор на КТ818.

Снова зарядка. 43 минуты. %;№@%#$"? - сказал я. Решил подойти к делу системно, по научному и промерить везде напряжения, сравнивая их с напряжениями в описании на микросхему. И при очередном замере, между выводом резистора R6 и шупом мультиметра проскакивает маленькая такая, но очень симпатичная искорка. Статика, подумал я. Бубубу, сказала микросхема и откинула коньки. Черт! И в третий раз поехал я к синему морю. Ну в смысле, в магазин. Опять заряд-разряд. 14 минут, 28 минут, 32 минуты. @#$%^%$^#$@%$@#^#&#&!!!!!
В общем, чтобы не мучить вас дальше душераздирающими подробностями, скажу в чем было дело.

В резисторе R1. Что сказано в даташите? Что микросхема питается через резистор R1, который нужно рассчитать, но который должен быть (далее дословно) ДОСТАТОЧНО МАЛЫМ, чтобы ток, проходящий через него составлял от 5 до 20 мА. В этом случае, на выводе V+ будет напряжение +5 вольт, что совершенно необходимо для нормально функционирования микросхемы.
Когда я первый раз замерил напряжение на вывод V+, на нем было всего 3,48 вольта!!! Это вместо 5! При таком напряжении, у внутреннего компаратора микросхемы просто ехала крыша - он не мог понять, то ли зарядка аккумуляторов уже закончилась, то ли еще что стряслось и вырубал все к чертям щенячьим.
Я стал уменьшать сопротивление. В результате, схема начала работать стабильно только когда оно было уменьшено до 1,2 кОм - в два раза, по сравнению с расчетным. А собственно почему? Да потому что светодиод! Тот самый зеленый светодиод, который индицирует подачу питания на микросхему. На нем-то ведь тоже есть падение напряжения, а этого никто в даташите не учитывает.
Короче говоря, очередной заряд после замены резистора прошел в течение 1 часа 20 минут, что вполне нормально, учитывая неполный разряд аккумулятора. После этого времени зарядник перешел в режим медленного заряда, как и положено.

Около 80 мА или чуть больше.
Все. На этом мучения закончились.
Итак, из всего этого можно сделать следующие выводы:
1. Транзистор нужно ставить по-мощнее - КТ818, КТ837 или вроде того. Но учтите, что помимо мощности надо учесть еше и коэффициент усиления - h21э. Иначе, при большом токе заряда микросхема может уйти в защиту - максимальный ток на выводе DRV - 30мА.
2. Провода, ведущие к аккумулятору должны быть достаточно толстыми, а контакт с аккумуляторами должен быть жестким и надежным.
3. Резистор R1 должен быть меньше расчетного как минимум на треть. Если, конечно, использовать индикаторный светодиод. Лучше всего будет подобрать его экспериментально, измеряя (под нагрузкой!) напряжение на выводе V+. Оно должно быть как можно ближе к +5 вольтам.
4. Микросхему нужно защищать от статики - убирать со стола котов и прочих мышей с хомячками.
Вроде бы все.
Удачи всем тем, кто решил делать зарядное устройство на этой микросхеме. Я лично пойду поищу что-то менее капризное. Хотя, конечно, после всех издевательств, которые я над ней учинил, работает она вполне стабильно и аккумуляторы заряжает совершенно нормально.

Вопросы, как обычно, складываем тут.