Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор тока напряжения зарядка

Десять советов по зарядке аккумулятора

В любом автомобиле АКБ заряжается генератором. Сам генератор выдаёт в электросеть стабилизированное напряжение, не превышающее 14,2-14,4 Вольта. Интересно то, что для полной зарядки АКБ к его клеммам необходимо подвести 14,5 Вольт или больше, что зависит от типа батареи. И любой штатный аккумулятор, находясь под капотом авто, никогда не будет заряжен на 100%. Вывод: цикл полной зарядки можно провести, если использовать зарядные устройства. Дальше речь пойдёт об их правильной эксплуатации.

Самое простое – зарядка стабилизированным током

Существует класс зарядных устройств, способных регулировать выходной ток. Пользоваться таким оборудованием просто, надо только знать, чему равен наибольший зарядный ток для каждого аккумулятора. Смотрим на корпус АКБ, находим значение ёмкости:

Этикетка аккумулятора BOSCH Silver

Значение, как видите, указано в ампер-часах. Обычно встречаются следующие цифры: 55 либо 60 Ah. Помните, что максимальный зарядный ток – это одна десятая электрической ёмкости, делённая на час.

Пример: 60 делим на 10 и получаем 6. Значит, АКБ ёмкостью 60 А*ч нельзя заряжать током, превышающим 6 Ампер.

Полный цикл заряда, проводимого с использованием максимально допустимого тока, равен 10-ти часам. Это следует из теории. На практике, однако, всё выглядит сложнее:

  • При достижении заряда, составляющего 75% ёмкости, силу тока уменьшают вдвое. Для свинцово-кислотных АКБ при таком уровне заряда на клеммах будет следующее напряжение – ровно 14,4 В;
  • Заряжая необслуживаемую батарею, уменьшайте ток ещё в 2 раза, как только напряжение на клеммах достигнет 15-ти Вольт (85-90% заряда);
  • Нужно помнить о том, что действительное значение ёмкости зависит от температуры. При -30 Гр. Цельсия она снижается до 50%. Значит, если планируете эксплуатировать батарею при низких температурах, никогда не доводите заряд до 100% от номинала.

Из совета под номером «1» следует вывод: через шесть, максимум через семь часов выполнения зарядки надо проконтролировать, чему равно напряжение на клеммах. Если вам неизвестно, чему оно должно быть равно при заряде 75%, просто уменьшите ток вдвое.

Батарея считается полностью заряженной, если напряжение на её клеммах при проведении зарядки не меняется. Проведите замеры дважды с интервалом в 1 час. Этого будет достаточно.

Использование стабилизаторов напряжения

Стандартное зарядное устройство позволяет регулировать силу тока и ничего больше. Тем не менее, в современном оборудовании предусмотрено наличие второго режима, в котором оператор может устанавливать значение напряжения.

Современное зарядное устройство с возможностью установки вольтажа

По идее, использовать режим стабилизированного напряжения нужно на втором этапе зарядки. То есть сначала АКБ заряжают стабилизированным током, а затем, дойдя до 50% ёмкости, можно установить фиксированное напряжение:

  • 14,4 В – чтобы зарядить батарею на 70-80%;
  • 15 В – чтобы довести заряд до 85-90% ёмкости;
  • 16 В – так батарея зарядится на 95-97%.

Суть в том, что нельзя просто выставить на клеммах 16 Вольт и забыть об АКБ на пару часов. Если указанное напряжение подавать на разряженный аккумулятор, вы получите силу тока 40-50 А. В принципе, на начальном этапе такие значения будут допустимыми. Но разные клеммы, провода, а также внутренние схемы оборудования значительную силу тока не выдержат.

В каждом зарядном устройстве, способном стабилизировать напряжение, предусмотрена встроенная защита. Она сработает сразу, как только сила зарядного тока превзойдёт 30 Ампер. Будьте внимательны, не заряжайте напряжением 16 и даже 15 Вольт полностью «севший» аккумулятор!

По мере зарядки АКБ, если используется постоянное напряжение, сила тока будет снижаться. Именно поэтому проводить зарядку стабилизированным напряжением рекомендуют на финальном этапе. Батарея считается заряженной, когда выполнено одно условие: сила тока приблизилась к минимуму и не меняется в течение часа.

Зимняя эксплуатация АКБ

Совет, актуальный для зимы, звучит просто: не оставляйте разряженный аккумулятор в условиях отрицательных температур. Чем ближе заряд находится к 0%, тем ниже концентрация кислоты в электролите. Ну а вода при температуре 0 Гр. имеет обыкновение замерзать.

Температура замерзания всегда зависит от плотности

Если есть подозрение, что внутри АКБ образовался лёд, сначала проводят прогрев. А уж затем, когда лёд растает, батарею можно будет заряжать.

Существует следующая рекомендация: если мотор на морозе не заводится, но АКБ ещё не разряжен, нужно просто включить свет фар и подождать минут 5. В результате лёд расплавится, двигатель запустится, а дальше начнёт работать генератор. В некоторых случаях, возможно, это действительно срабатывает. Но лучше отогревать АКБ в помещении.

Не заряжайте аккумулятор, если нет уверенности в том, что лёд внутри «банок» полностью отсутствует. Нарушив это правило, можно вызвать повреждение контактных пластин. Номинальная ёмкость в результате снизится, и значительно.

Советы для всех случаев сразу

Отключив аккумулятор от зарядного устройства, можно проверить, до какой степени он в данный момент заряжен:

  • Если напряжение в отсутствие нагрузки равно 12,65 В, значит заряд АКБ составляет 99-100%;
  • Напряжение 12,1 В соответствует 50-процентному заряду;
  • 11,7 В – полный разряд;
  • Если напряжение не превышает 11 Вольт, аккумулятор подлежит замене.

Можете заряжать батарею аккумулятора, не снимая её с автомобиля. Тогда обязательно нужно отключать минусовую клемму, а уж затем подсоединяют «крокодилы» стабилизатора:

Как отключить минусовую клемму

«Минусовой» контакт АКБ имеет обыкновение окисляться. Здесь вам помогут напильник, наждачная бумага и обычный нож, если его не жалко.

Можно пытаться запустить стартёр, используя «внешний» АКБ. Но тогда штатную батарею необходимо отключать. Сделать это можно указанным способом – достаточно отсоединить одну клемму (минусовую).

Видео — пример

3 схемы зарядных устройств, полезных каждому автолюбителю

Зарядное устройство для аккумуляторных батарей должно быть в арсенале каждого автолюбителя. Но, увы, промышленные приборы стоят дорого, а самостоятельно изготовить сложное устройство под силу не каждому. Предлагаемые в этой статье зарядные устройства просты по конструкции, не содержат дефицитных деталей, и повторить их сможет практически каждый, имеющий начальные знания по электротехнике.

  1. Прибор для зарядки и тренировки АКБ
  2. Зарядное устройство с защитой от перезарядки
  3. Зарядное устройство на специализированной микросхеме
Читайте так же:
Стабилизатор напряжения питания переменного тока

Прибор для зарядки и тренировки АКБ

С помощью этого прибора можно не только зарядить 12-ти вольтовый аккумулятор емкостью до 60 А-ч, но и потренировать его ассиметричным током, что бывает необходимым на начальных стадиях сульфатации.

Зарядное устройство подойдет и для более емких аккумуляторов, но время зарядки несколько увеличится.

Схема устройства для тренировки аккумуляторных батарей

Сетевое напряжение поступает на трансформатор Т1, понижается до 25 вольт и выпрямляется при помощи одополупериодного выпрямителя, собранного на диодах D1, D2. Диоды включены параллельно для облегчения режима их работы. Далее выпрямленное однополупериодное напряжение поступает на узел регулировки тока, собранный на транзисторе VT1 и параметрическом стабилизаторе R1, D3. Регулируют зарядный ток при помощи переменного резистора R2.

Таким образом, во время положительной полуволны АКБ заряжается, во время отрицательной разряжается через резистор R4 током порядка 500 мА. При этом максимальный зарядный ток в импульсе может достигать 10 А (усредненное значение – 5 А). Силу зарядного тока контролируют по амперметру PA1, а напряжение на клеммах АКБ по вольтметру PV1.

Устанавливая зарядный ток по амперметру, необходимо учитывать, что во время зарядки часть тока протекает через резистор R4, поэтому из показаний прибора нужно вычесть 10%. Если есть возможность и желание, чтобы не заниматься математикой шкалу прибора можно переградуировать.

Узел защиты от глубокого разряда собран на электромагнитном реле К1. Пока напряжение в сети есть, реле включено и своими контактами К1.1 и К1.2 (включены параллельно для увеличения мощности) подает напряжение зарядки на АКБ. Если напряжение в сети исчезнет, реле обесточится и отключит батарею от зарядного устройства.

В устройстве можно использовать любой сетевой трансформатор, выдающий на вторичной обмотке напряжение 22-26 В при токе 10 А. Диоды D1, D2 – любые выпрямительные, выдерживающие ток 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. КТ827 можно заменить на КТ844. Резистор R4 – ПЭВ-15 или любой другой проволочный с рассеиваемой мощностью не менее 15 Вт. R3 – С5-16МВ или самодельный, выполненный из нихромового провода. Стабилитрон Д814А можно заменить на Д814 с буквами Б, В, Г. Реле – РПУ-0 или аналогичное с напряжением срабатывания 24 В, каждая группа контактов которого сможет выдерживать половину зарядного тока (включены параллельно).

Вольтметр PV1 с пределом измерения 20 В, амперметр PA1 рассчитан на измерение тока до 10 А. Диоды D1, D2 и транзистор VT1 установлены на радиаторы. При этом диоды можно установить на один общий радиатор без изолирующий прокладок. В качестве радиатора для транзистора можно использовать металлический корпус прибора.

Зарядное устройство с защитой от перезарядки

Предыдущая конструкция имела существенный недостаток – если вовремя не снять аккумулятор с зарядки, то его легко перезарядить и вывести из строя. Предлагаемая конструкция не умеет тренировать АКБ, но не допустит перезарядка батареи.

Схема зарядного устройства с защитой от перезарядки

Сетевое напряжение понижается трансформатором Tr1 до 18 В и подается на тиристор Т1, который является управляющим элементом и одновременно однополупериодным выпрямителем. Управляется тиристор цепью R2, R3, R4, R5 которая получает питание от однополупериодного выпрямителя (диод D1).

Изменяя сопротивление переменного резистора R2, мы можем менять напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора при каждой положительной полуволне. Этим резистором мы регулируем зарядный ток, который можно контролировать по амперметру PA1. Напряжение на клеммах заряжаемого аккумулятора отображается прибором PA2. Лампа La1 – контрольная.

Переключатель S2 позволяет одним щелчком без возни с потенциометром увеличить зарядный ток вдвое. Узел предотвращения перезаряда собран на элементах R5 и D2. Как только напряжение на клеммах достигнет напряжения стабилизации стабилитрона, он откроется и запретит прохождение управляющих импульсов на тиристор. Заряд прекратится.

Стабилитроны имеют большой разброс по току стабилизации. У Д815Е, к примеру, он может лежать в диапазоне 13,3…15 В. Если напряжение стабилизации у конкретного экземпляра низкое, то АКБ будет недозаряжаться, высокое – произойдет перезарядка. Прежде, чем установить стабилитрон в схему, необходимо отобрать экземпляр с напряжением стабилизации, равном напряжению полностью заряженной батареи.

В конструкции можно использовать любой трансформатор, обеспечивающий напряжение 18-21 В и способный отдать ток 10 А. Лампа La1 – индикаторная на рабочее напряжение 24 В. Диод Д7 можно заменить на любой, выдерживающий прямой ток не менее 200 мА и обратное напряжение не ниже 30 В. Резистор R1 – С5-16МВ. На месте VD2 могут работать тиристоры КУ202В-Н. Тиристор размещается на радиаторе площадью не менее 200 см2. Весь монтаж производится проводом сечением не менее 4 мм2.

Зарядное устройство на специализированной микросхеме

Это зарядное устройство отлично подойдет владельцам мототехники. Оно способно заряжать шести и двенадцативольтовые батареи током до 1.5 А в полностью автоматическом режиме.

Схема зарядного устройства на микросхеме L200CV

Микросхема представляет собой регулируемые стабилизатор тока и напряжения. Имеет защиту от перенапряжения по входу, перегрева, перегрузки и короткого замыкания. Конечное напряжение зарядки 12-ти или 6-тивольтового аккумулятора выбирается переключателем SB2, переключателем SB1 выставляется ток зарядки. Как только напряжение на клеммах АКБ достигнет заданного предела (регулируется потенциометрами R7 и R8 для 12-ти и 6-ти вольтовой батареи соответственно) зарядка прекратится. Поскольку процесс полностью автоматический, прибор не имеет измерительных приборов, но при желании их можно установить.

Читайте так же:
Импульсный стабилизатор тока ne555

Конструкция устройства произвольная, в схеме можно использовать любые переключатели на соответствующее число положений. На месте VD1 может работать любой выпрямительный диод, выдерживающий прямой ток не менее 5 А и обратное напряжение не менее 25 В. Микросхему DA1 необходимо установить на радиатор.

Тока в 1.5 А для зарядки автомобильного аккумулятора маловато (долго будет заряжаться). Но если кто-то из автомобилистов заинтересовался этой микросхемой, то может собрать схему, приведенную ниже.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Эта конструкция благодаря силовому транзистору VT1 способна отдать в нагрузку ток до 10А. Конечное напряжение зарядки устанавливается резистором R4, а ток зарядки резистором R3. Ручки обоих резисторов необходимо проградуировать по эталонным вольтметру и амперметру. Диод D1, транзистор VT1 и саму микросхему необходимо установить на радиаторы.

Вот, вроде, и все о простых зарядных устройствах. Будем надеяться, что автолюбители найдут в этой статье что-то полезное для себя.

Регулируемый стабилизатор тока для зарядного авто (16В 7А)

При зарядке автомобильных аккумуляторных батарей рекомендуется поддерживать средний зарядный ток на постоянном уровне. Обычно в стабилизаторах тока в качестве регулирующего элемента используют транзистор, но в процессе работы на нем рассеивается большая мощность, и в связи с этим приходится применять громоздкие теплоотводы. КПД таких устройств весьма мал. Ниже описано подобное устройство с регулируемым стабилизатором тока для зарядного (16В 7А) с более высоким КПД.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 3.9.

рис. 3.9 Регулируемый стабилизатор тока (16В 7А)

Основные технические характеристики:

  • Максимальный ток нагрузки, А 7;
  • Максимальное напряжение на нагрузке, В 16;
  • Коэффициент стабилизации по току нагрузки, не менее 200;
  • КПД, %, не менее 70.

Функцию стабилизации тока выполняет узел на ОУ DA1. Датчиком тока служит резистор R11, напряжение, снимаемое с этого резистора, пропорционально току нагрузки. Через резистор R13 оно подведено к неинвертирующему входу ОУ.

Если по какой-либо причине ток через нагрузку увеличился, то увеличивается и напряжение на неинвертирующем входе ОУ. Это приводит к соответствующему увеличению напряжения на базе транзистора VT5 и увеличению угла открывания тринистора VS1 — ток через нагрузку уменьшается. Таким образом, отрицательная обратная связь по току нагрузки поддерживает нагрузочный ток на заданном уровне. Конденсаторы С5, С7 сглаживают пульсации напряжения на выходе. Резисторы R12, R16 обеспечивают подачу небольшого отрицательного напряжения на инвертирующий вход ОУ в нижнем по схеме положении движка резистора R15. Это позволяет регулировать ток нагрузки практически от нуля. Конденсатор С6 повышает устойчивость работы ОУ. Элементы устройства питают от двух стабилизаторов (VD9, VTI и VD12, R3).

В устройстве ОУ К140УД1Б можно заменить на К140УД5, К140УД6, К140УД7, К153УД2 (с соответствующей цепью коррекции); транзистор КТ801Б — на любой из серий КТ603, КТ608, КТ801, КТ807. КТ815; КТ315В — на КТ312, КТ315, КТ316, КТ201; КТ814Б — на КТ814, КТ816. Диоды VD5…VD8 — Д305; их можно заменить на любые из серий Д242…Д248, но в этом случае возрастет рассеиваемая на каждом диоде мощность и размеры теплоотводов придется увеличить. Амперметр РА1 — М5-2 с током полного отклонения стрелки 10 А.

Трансформатор Т1 выполнен на ленточном магнитопроводе ШЛ25х32. Обмотка I содержит 1100 витков провода ПЭВ-2-0,57; обмотка II — 160 витков провода ПЭВ-2-0,21 с отводом от середины; обмотка III — 120 витков провода ПЭВ-2-1,95. Диоды VD5…VD8 установлены на теплоотводах.

Тринистор VS1 установлен на теплоотводе площадью не менее 100 см2. Для налаживания устройства к его выходу подключают проволочный резистор сопротивлением 1…2 Ом и мощностью не менее 100 Вт (можно использовать нихромовую проволоку диаметром 0,5… 1 мм). Движок переменного резистора R15 устанавливают в верхнее по схеме положение и подборкой резистора R14 устанавливают ток через нагрузку 7 А. При вращении ручки переменного резистора ток должен плавно уменьшаться до нуля.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

При модернизации компьютеров блок питания в большинстве случаев подлежит замене – он уже не тянет новые нагрузки. В итоге вполне исправный источник питающего напряжения ПК остается не у дел. А у тех, кто занимается апгрейдом регулярно, скапливаются горы таких устройств без дальнейшей перспективы установки в компьютеры – мало кому сейчас нужен источник мощностью в 250-350 ватт.

Для таких БП можно найти другое применение – например, в качестве зарядного устройства для аккумуляторов. Переделка в большинстве случаев минимальна, и ее можно сделать своими руками.

Схема ЗУ

Если рассмотреть структурную схему импульсного блока питания стандарта ATX, то можно обнаружить, что это практически готовое зарядное устройство. Надо лишь удалить из нее все излишнее и добавить несложные цепи регулировки. В зарядном устройстве не понадобятся:

  • схема защиты и выключения;
  • выпрямители и фильтры всех напряжений, кроме канала+12 вольт.

Источник дежурного напряжения, в принципе, не нужен, но от него питается микросхема ШИМ, его надо оставить хотя бы частично. Заряжать аккумуляторы надо в режимах стабилизации напряжения или тока, поэтому придется добавить соответствующие цепи для установки необходимых уровней.

Блок питания стандарта AT содержит еще меньше избыточных цепей (в нем нет источника дежурного напряжения), но его найти сейчас не так просто.

Самостоятельное изготовление устройства

Самостоятельное изготовление зарядного устройства надо начать с поиска принципиальной схемы на имеющийся блок питания. В этом поможет интернет. Чем точнее будет совпадение реального устройства со схемой, тем лучше. Далее надо определить, какого типа ЗУ нужно (со стабилизацией напряжения или дополнительно со стабилизацией тока). После этого можно приступать к анализу работы схемы и планировать переделки.

Читайте так же:
Стабилизаторы напряжения постоянного тока понижающий

Подготовка радиодеталей

Радиодеталей понадобится по минимуму:

  • два потенциометра для регулировки тока и напряжения (продаются в любом магазине или в интернете), а если режим стабилизации тока не планируется, хватит и одного;
  • несколько выводных (true hole) резисторов мощностью 0,25 Вт (возможно, найдутся среди удаляемых элементов);
  • две клеммы для присоединения проводов достаточного сечения (желательно, красного и черного цвета);
  • провода для соединений.

Еще понадобятся вольтметр и амперметр для индикации выходных параметров. Можно применить стрелочные, можно современные цифровые (но не стоит уповать на их высокую точность).

Простой зарядник для автомобильных аккумуляторов 12 вольт

Свинцовые автомобильные аккумуляторы заряжаются в режиме постоянного напряжения (ток при этом падает). Поэтому возникает мысль изготовить зарядное устройство для такой АКБ из компьютерного блока питания. Для исправной батареи емкостью 60 А*ч нормальный ток заряда составляет 3-6 ампера, для глубоко разряженной – до 10 А при стабильном напряжении около 14 вольт. Такой ток может обеспечить даже относительно маломощный БП от компьютера (от 250 Вт).

При всем разнообразии схем исполнения БП стандарта ATX, широко распространены блоки питания на микросхемах – формирователях ШИМ TL494 (или аналогах). Пример переделки в зарядное устройство есть смысл рассмотреть для блоков, построенных на этом электронном компоненте.

В первую очередь надо удалить все лишние жгуты с разъемами. оставив один-два желтых провода (+12 вольт) и один-два черных (0 вольт).

Следующим шагом следует отключить цепи сигнала Power_ON, по которым материнская плата управляет БП. Для этого надо перерезать дорожку, идущую к выводам 13-14-15 микросхемы. После этого схема будет запускаться при подаче сетевого напряжения 220 вольт. Другой вариант – припаять перемычку между контактной площадкой зеленого провода и общей шиной.

Если есть желание, можно полностью удалить часть схемы, обведенную голубой линией. Это немного повысит энергоэффективность зарядника за счет снижения расхода на питание участка схемы и несколько улучшит тепловой режим внутри корпуса БП. Также можно удалить элементы выпрямителей ненужных напряжений. При удалении можно ориентироваться на цвет проводов из таблицы.

Цвет проводаНапряжение, В
Черный0 В (земля, общий провод)
Красный+5
Оранжевый+3,3
Желтый+12
Белый-5
Синий-12
Зеленый+5 Power_ON
Серый+5 PG
Фиолетовый+5 Stand by (дежурное напряжение)
Коричневый+3,3 Sense

Второй этап переделки – создание возможности регулировки выходного напряжения. Для компьютера надо иметь на выходе 12 вольт, для зарядного устройства побольше – до 14,5 вольт минимум. А если регулировать выходной уровень вниз, можно будет заряжать и шестивольтовые аккумуляторы. Для этого надо удалить лишние резисторы, подключенные к выводу 1 микросхемы, и установить вместо них потенциометр на 100 кОм. После этого добавится возможность настраивать уровень выходного напряжения примерно от 6 до 16 вольт, чего хватит для большинства случаев, с которыми можно столкнуться на практике.

Самый «дорогостоящий» этап (с учетом того, что все предыдущие действия практически не требуют материальных затрат) – добавление амперметра и вольтметра. Удобно использовать цифровой блок измерения тока-напряжения.

Органы регулировки и измерения надо вывести на панель получившегося зарядника, и тут дизайн ограничен только собственной фантазией. Также надо найти место для размещения клемм для подключения заряжаемого аккумулятора.

Важно! Схемы контроля уровня заряда данное устройство не имеет. Перед началом зарядки надо выставить напряжение около 14 вольт и проконтролировать зарядный ток. Если он велик (у глубоко разряженной АКБ), надо несколько уменьшить напряжение до получения тока в 6-7 ампер. По мере зарядки ток упадет, напряжение можно вновь повысить до 14-14,5 вольт. При падении зарядного тока до примерно 0,1..0,15 А, аккумулятор полностью зарядится и процедуру надо прекратить.

Зарядное устройство с регулировкой тока

Некоторые типы аккумуляторов требуют зарядки стабильным током. Такой зарядник тоже можно сделать из блока питания компьютера. Надо лишь ввести дополнительные цепи регулировки и измерения тока. В первую очередь надо оторвать средний вывод импульсного трансформатора от земли и в разрыв включить измерительный шунт – сопротивление, замеряя напряжение на котором, можно вычислить ток. Шунт можно взять от стрелочного амперметра. Лучше найти сопротивление в виде спирали – для него проще выделить место при тесном монтаже. Можно попробовать в качестве шунта использовать печатный проводник между средним выводом и общей шиной, но тут успех зависит от топологии разводки платы.

Дальше надо очистить от посторонних элементов ножки 15 и 16 микросхемы, и 16 вывод соединить с общим проводом. Верхний по схеме вывод шунта (средний вывод трансформатора) подключается к ноге 15 через резистор около 270 Ом (окончательный номинал подбирается при наладке). Для регулировки к тому же выводу 15 подключается цепь из резистора 10 кОм и потенциометра (от 1..2 до 20 кОм, какой будет под рукой). В итоге получится зарядное устройство с регулировкой напряжения и максимального тока, которое можно во многих случаях применять и в качестве лабораторного источника питания.

Тестирование переделки

До включения в сеть к зарядному устройству надо подключить нагрузку. На холостом ходу импульсный источник включать, а тем более тестировать, не рекомендуется. В качестве нагрузки удобно применять автомобильные лампы накаливания на напряжение 12 вольт и потребную мощность (для первоначальной проверки устройство можно нагрузить током 10..50% от номинала). Вместо лампочек можно применить магазин сопротивлений.

Читайте так же:
Стабилизатор тока схема tl431

Дальше надо подготовить схему для включения источника в сеть. Для этого в разрыв одного сетевого провода надо включить лампу накаливания (подобно предохранителю). Если переделка БП прошла успешно, то при включении в сеть лампа гореть не будет или будет тускло светиться. Можно продолжать проверку дальше – лампа влияния не окажет. Если нить ярко светится, значит, в БП есть проблема, и ее надо найти и устранить. Лампа в этом случае ограничивает ток – автомат не выбьет.

Если первое включение прошло нормально, можно проверить пределы регулировки напряжения. Это можно сделать с помощью встроенного вольтметра, а еще лучше дополнительно проконтролировать напряжение мультиметром прямо на нагрузке. Если границы уровней регулирования не устраивают, можно подобрать сопротивление потенциометра до достижения нужного результата. Далее подключая больше или меньше лампочек к выходу в параллель, можно проверить границы регулировки тока. Их уточняют с помощью подбора резистора в цепи измерения (начальное значение – 270 Ом). Если все проходит штатно и результаты проверки устраивают пользователя, можно подключать аккумулятор и пробовать его заряжать.

В завершении для наглядности рекомендуем серию тематических видео.

Простое зарядное устройство-автомат на LM317 с фиксированным током зарядки и ограничением напряжения

↑ Режим зарядки по току

Мне позвонил друг и сказал, что ему нужно зарядное устройство к шуруповерту на дачу. C его слов, аккумуляторов в батарее 10 штук емкостью 1400 мА-час. Значит, требуется заряжать батарею 12 Вольт. Аккумуляторы никель-кадмиевые, для них возможны три режима зарядки: «А» — медленный, током 0,1 от ёмкости, время зарядки 14-16 часов; «Б» — сверхбыстрый, током от 1 до 4 ёмкости, время порядка 1 часа; «В» — ускоренный, током примерно 0,25 от ёмкости, время зарядки 4-6 часов.
На мой взгляд, вариант «А» слишком медленный, пока батарея зарядится, или желание работать пропадет, или будет пора уезжать.

Вариант «Б» рискован, велика вероятность взрыва или выхода из строя батареи, для предотвращения этого нужен контроль за температурой каждого элемента, схема должна быть сложной, лучше на микроконтроллере, для него придется писать и отлаживать программу, далеко не все аккумуляторы могут выдержать такой режим, особенно герметичные.

Остается режим «В» — вечером батарея ставится на зарядку, утром аккумуляторы полностью заряжены, заряд полный, вероятность проблем минимальна.

Анализ промышленных схем удивил. В них обычно нет стабилизации тока, ограничение происходит за счет сопротивления вторичной обмотки питающего трансформатора. Значит при отклонении сетевого напряжения или не будет полной зарядки, или ток значительно возрастет. У нас ток зарядки будет стабилизирован

на заданном уровне, что полностью избавляет от указанных недостатков.

Необходимые компоненты

  1. Трансформатор на 12В 1А.
  2. Микросхема LM317 (2 шт.) (купить на AliExpress).
  3. Диодный мост W005.
  4. Контактная колодка (2 шт.).
  5. Конденсаторы 1000 мкФ (купить на AliExpress) и 1 мкФ (купить на AliExpress).
  6. Конденсаторы 0,1 мкФ (5 шт.) (купить на AliExpress).
  7. Резистор 1 кОм (5 шт.) (купить на AliExpress).
  8. Диоды Nn007 (3 шт.).
  9. Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).
  10. Шунтирующее сопротивление (проводник) 0.05 Ом (купить на AliExpress).
  11. Плата Arduino Nano (опционально) (купить на AliExpress).
  12. ЖК дисплей 16х2 (опционально) (купить на AliExpress).

↑ Критерий отключения

Итак, токовый режим выбран, следующий и самый сложный этап — выбор критерия отключения зарядки. Обычно используются: • отключение по таймеру, • по достижению порогового напряжения, • по мизерному падению напряжения при полной зарядке, • по температуре батареи.
Проблема в том, что в одних случаях реализация сложна, в других ненадежна. Приемлемый вариант — пороговое напряжение

, но если хотя бы один элемент плохой, напряжение никогда не достигнет порогового уровня. Поэтому я рекомендую при первой зарядке проконтролировать напряжение конкретной батареи. В литературе написано, что напряжение полной зарядки на элемент составляет 1,45-1,48 В.

lm317 калькулятор

Для упрощения расчета номинала резистора можно использовать несложный калькулятор, который поможет рассчитать необходимые номиналы не только для LM317, но и для L200, стабилитрона TL431, M5237, 78xx.

(319,9 KiB, скачано: 48 796)

↑ Схема и детали

Для радиолюбительской самоделки, на мой взгляд, нужно, чтобы конструкция была: — простая, — недорогая, — из доступных деталей, — плата должна быть с простой разводкой.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Желательно использовать то, что есть под рукой , что не надо искать по рынкам и магазинам. Для зарядок есть специальная микросхема L200C

, но мне было интереснее применить
КР142ЕН12 (LM317)
.

Трансформатор нашелся с вторичной обмоткой на 18 Вольт. Чтобы убедиться в его пригодности, было измерено напряжение под нагрузкой 300 мА, оно оказалось 16 Вольт. Это нормально, т.к. допустимо падение на 10% .

Резисторы применены в основном SMD, транзистор КТ503 можно заменить практически любым той же проводимости.

Для индикации я использовал сверхъяркие светодиоды неизвестной марки, поскольку они отлично светятся уже при токе 1 мА. Можно ставить любые светодиоды, но придется подобрать резисторы R6, R9 для желаемой их яркости.

Назначение выводов микросхемы:

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

↑ Настройка зарядного устройства

Без нагрузки подстройкой R5 убедиться, что напряжение на выходе плавно регулируется около значения в 14 Вольт. Подгонкой R7, R8 добиться зажигания D6 при напряжении 14…14,2 Вольт. На печатной плате предусмотрено место для подключения SMD резисторов параллельно R7, R8 для их подгонки. При указанных на схеме номиналах, подстройка не потребовалась.
Затем подстройкой R5 установить на выходе напряжение 14,4…14,5 Вольт. Подключить нагрузку, например, 20 Ом и убедиться, что ток в нагрузке примерно 300 мА. Закоротить ненадолго выход и убедиться, что оба диода гаснут, а предохранитель не перегорает. Без нагрузки должны светиться оба светодиода, при подключении аккумулятора красный светодиод гаснет. Если цепь заряда оборвана или аккумулятор заряжен полностью, красный светодиод не гаснет.

Читайте так же:
Компенсационный стабилизатор тока схема

Подключить аккумулятор, убедиться, что красный светодиод гаснет и зарядка проходит нормально. При приближении к полной зарядке красный диод должен загореться. Проконтролировать напряжение на полностью заряженной батарее и, при необходимости, подкорректировать резистором R5 выходное напряжение. Если напряжение заметно отличается от нормы, батарея неисправна. Надо проконтролировать состояние всех элементов батареи и заменить неисправный.

↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года. Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

— Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Зарядное устройство для свинцово-кислотных (автомобильных аккумуляторов) можно довольно быстро собрать на микросхеме LM317T. А самое большое преимущество в том, что не обязательно быть радиолюбителем для её реализации, достаточно примитивных познаний физики и электротехники. Схема зарядного устройства проста в настройке, и требует минимум навесных элементов, а при этом довольно надёжная и дешёвая.

↑ Выбор радиатора


Размеры теплоотвода зависят от разницы между входным и выходным напряжением и тока стабилизации, поэтому желательно не завышать напряжение вторичной обмотки трансформатора, излишнее напряжение приводит к перегреву. На фото показан настроечный радиатор, он будет заменен на пластину «по месту». Корпус не делался т. к. это проблема заказчика. При его изготовлении надо обеспечить хорошую вентиляцию.

Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзисторе

В прошлой статье я рассказал о похожем линейном стабилизаторе напряжения на TL431 и NPN транзисторах.

Данная схема в отличие от вышеупомянутой содержит немного меньше деталей, и способна выдерживать более высокие токи, благодаря более мощному транзистору.

Основные характеристики:

• Входное напряжение до 30В (в моем варианте т.к. конденсатор на входе на 35В) • Выходное напряжение 3-25В (зависит от тока, чем больше ток, тем меньше максимальное выходное напряжение) • Ток до 9А (с транзистором TIP36C при входном напряжении 18В и выходном 12В, а вообще зависит от выбранного транзистора и рассеиваемой мощности ) • Стабилизация выходного напряжения при изменении входного • Стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки • Отсутствие защиты от КЗ • Отсутствие защиты по току

Модуль собран по следующей схеме:

Пояснения по схеме:

Микросхема LM317 куплена на АлиЭкспресс (скорее всего не оригинальная) имеет 3 вывода. Выводы обозначены на схеме и картинке в нижнем правом углу.

Микросхема управляет мощным биполярным PNP транзистором VT1. Я для этой цели использовал TIP36С. Основные характеристики транзистора: напряжение – 100В, ток коллектора – 25А (на самом деле 8-9А, т.к. транзистор не оригинальный и куплен на АлиЭкспресс), статический коэффициент передачи тока от 10.

Резисторы R1, R2, R3 задают напряжение, которое наша схема будет стабилизировать. Резистор R1 берется стандартно на 240 Ом (мощность любая). Резистор R2 переменный, лучше брать в районе 2-3к Ом. Изначально я поставил на 4,7к Ом, в результате где-то в середине диапазона вращения ручки напряжение достигает максимального значения и дальше не меняется. Я припаял параллельно потенциометру резистор на 3,9к Ом, регулировка стала более плавной и стал использоваться весь диапазон вращения ручки. Резистор R3 дополнительный, служит для того, чтобы немного сдвинуть нижнюю и верхнюю границы диапазона регулировки в сторону увеличения. Общее правило: чем больше суммарное сопротивление резисторов R2 и R3, тем выше выходное напряжение. Это подтверждает формула из Даташита:


Резистор R4 служит для небольшого ограничения тока на вход микросхемы LM317. Сопротивление 10 Ом. LM317 максимально может через себя пропустить около 1А ( до 1,5А, если оригинальная). На первый взгляд мощность резистора R4 должна быть:

P= I^2*R = 1*1*10 = 10 Ватт

Но т.к. ток проходит ещё и через базу транзистора VT1, в обход резистора, можно взять резистор R4 и на 5Ватт.

Конденсатор C2 (керамический 1-10 мкФ) – припаивается параллельно переменному резистору и улучшает стабильность регулировки.Чтобы при разряде конденсатора C2 защитить микросхему LM317 ставится диод D2. Они вместе с диодом D1 защищают микросхему и транзистор от обратного тока. Диод D3 служит для защиты схемы от ЭДС самоиндукции при питании электродвигателей. Конденсаторы C4 (электролитический 35В 470-1000 мкФ) и C5 (керамический 1-10 мкФ) образуют входной фильтр, а конденсаторы C1 (электролитический 35В 1000-3300 мкФ) и C3 (керамический 1-10 мкФ) образуют выходной фильтр. Резистор R5 на 10к Ом (мощность любая) создает небольшую нагрузку для стабильности работы схемы на холостом ходу и помогает быстрее разрядить конденсаторы в случае отключения питания схемы.

Процесс сборки:

Сначала всё собрал навесным монтажом и протестировал.


Далее спаял схему на макетной плате в виде модуля.


Добавил небольшой радиатор.


С таким радиатором схема может долго работать только на небольших токах. Для того, чтобы схема работала долго на полную мощность нужен более массивный радиатор.


LM317 и транзистор можно крепить на радиатор без изолирующих прокладок, т.к. по схеме эти выводы (выход LM317 и коллектор транзистора) соединены.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector