Simpele, maar betrouwbare NiCd lader

Deze schakeling is bedoeld voor het veilig laden van een NiCd batterij (accu). Maar ook bij het ontladen moet je weloverwogen te werk gaan, je mag in feite een NiCd batterij niet verder ontladen dan tot 1Volt per cel. Anders loop je de kans dat de cel ompoolt. In sommige gevallen lukt het wel dit ongedaan te maken, maar daarbij heb je niet altijd succes.
In de literatuur lees je dat je een NiCd batterij met 0.1 C dient te laden ( dwz een laadstroom die overeenkomt met ééntiende van zijn capaciteit, een batterij van 1500 mAh dien je dus te laden met 150 mA). Met een laadtijd van 10 uur zou de batterij dus vol zijn. Maar dat blijkt in de praktijk niet het geval, de batterij krijg je pas na 14 à 15 uur laden geheel geladen.
Bij deze schakeling kun je de laadstroom instellen door Rx de juiste waarde te geven.
De LM317 stelt de stroom zo in dat er over de weerstand Rx 1.2 Volt ontstaat, omgekeerd kun je dus de juiste weerstand berekenen door de 1.2 Volt te delen door de gewenste laadstroom in Ampères, met het hier boven genoemde voorbeeld van 150 mA wordt dat dus 1.2/0.15 = 8 Ohm.

Zodra de spanning op de batterij de gewenste waarde heeft bereikt, in te stellen met de 50kOhm potmeter, wordt de spanning op de inverterende ingang van de OpAmp LM339 (hier wordt maar 1/4 deel van gebruikt) hoger dan de referentiespanning van de zenerdiode (5.1V) welke op de niet-inverterende ingang staat. Met als resultaat dat de uitgang van de OpAmp laag wordt. Dit zie je doordat de groene LED dan gaat branden. Maar omdat tevens de regelpin van de LM317 laag wordt zal de uitgangsspanning van de LM317 een heel eind dalen en kan geen stroom meer aan de batterij leveren. Omgekeerd kan de batterij ook geen stroom leveren aan de schakeling, behalve de kleine stroom die door de spanningsdeler met de potmeter loopt, omdat de diode dat belet. Maar er blijft wel een kleine laadstroom lopen via de weerstand van 3K3. Deze houdt de batterij op spanning en is dusdanig klein dat de batterij daardoor niet beschadigd wordt. Om te voorkomen dat de schakeling zal gaan pendelen is er een hysterese aangebracht in de schakeling mbv de weerstand van 47kOhm en de diode tussen in- en uitgang van de OpAmp. Zodoende moet de klemspanning eerst een eind dalen voordat het laden weer hervat wordt.

De diode over de LM317 is in feite niet noodzakelijk, deze dient om te voorkomen dat er een veel groter spanning bij falen van de voedingsspanning over de uitgang dan over de ingang zou komen te staan, daar houden deze spanningsregelaars niet van, maar dit wordt ook al voorkomen door de diode in serie met de laadweerstand. Is meer uit macht der gewoonte getekend.Wel dient de LM317 goed gekoeld te worden en mag niet meer dan 1 Ampère leveren. Deze schakeling is dan ook bedoeld voor batterijen met een niet al te grote capaciteit. Door een bypass transistor in de schakeling op te nemen, zie onderstaande figuur kan je de laadstroom nog wel verhogen tot ongeveer 4 Ampère, maar dan moet je ook wel een veel grotere buffercondensator plaatsen dan de hier aangegeven 4700µF.