Представлена схема зарядного устройства для 12-вольтового аккумулятора.

В качестве источника зарядного тока используется солнечная батарея с номинальным напряжением 24 В. При полном заряде аккумулятора схема отключается автоматически.

В схеме используется микросхема стабилизатора напряжения LM317, с помощью которой напряжение заряда устанавливается на уровне порядка 16 В. Подстройка выходного напряжения производится резистором VR. Когда солнечная батарея освещена и вырабатывает ток, диод D1 открыт. Ток заряда течет через микросхему стабилизатора, диод D2 и резистор R3. Выходное напряжение LM317 зависит от положения движка подстроечного резистора VR, а ток заряда – от величины сопротивления R1. Если резистором VR выходное напряжение установлено на уровне выше 16 В, стабилитрон ZD2 открыт и аккумулятор заряжается напряжением 15 В. Ток заряда определяется номиналами R1 и R3. В нашей схеме он находится в диапазоне 250…300 мА. Зеленый светодиод индицирует режим заряда. Когда аккумулятор наберет полный заряд, и напряжение на нем поднимется приблизительно до 13 В, откроются стабилитрон ZD1 и транзистор T1. Транзистор будет шунтировать нагрузку схемы, забирая весь ток заряда на себя. Зарядка аккумулятора прекратится. Когда напряжение на аккумуляторе опустится ниже 12 В, стабилитрон ZD1 закроется, и процесс заряда начнется вновь.

Подключение зарядного устройства

Подключите к зарядному устройству солнечную батарею и убедитесь, что напряжение на батарее не ниже 18 В. Соблюдайте правильную полярность подключения. Вращайте подстроечный резистор VR до тех пор, пока не загорится зеленый светодиод. Это будет означать, что стабилитрон ZD2 открылся и началась зарядка аккумулятора.

Микросхема LM317 и транзистор TIP122 должны быть установлены на теплоотвод.

Замечание:

Схему можно легко модифицировать для зарядки аккумуляторов других типов. Достаточно только заменить стабилитроны ZD1 и ZD2. Напряжение стабилизации стабилитрона ZD2 должно соответствовать требуемому выходному напряжению, а ZD1 – напряжению отключения. Остальные элементы схемы остаются прежними.

Например, для аккумулятора 6 В следует выбрать ZD1 с напряжением стабилизации 6.1 В, и ZD2 с напряжением 6.8 В.

  Светильник LuminAID

 Ремонт Led лампы из АТБ [3w 2700k 39грн]

 Солнечная энергетика в Германии. Солнечные панели

 Концепты солнечного собирательства [Фото Ч2]

Микросхема LM317 в ЗУ для аккумуляторной батареи шуруповёрта

Электропитание

Главная  Радиолюбителю  Электропитание

Предлагаемый вариант зарядного устройства на микросхеме LM317 предназначен в первую очередь для зарядки аккумуляторных батарей (АКБ) в шуруповёртах. Но это устройство можно с успехом применить для зарядки аккумуляторных батарей и отдельных аккумуляторов других типов, а также в лабораторном источнике питания как стабилизатор напряжения с защитой по току.

Шуруповёрты с автономным питанием от Ni-Cd АКБ широко распространены и пользуются популярностью у радиолюбителей. При интенсивной эксплуатации батарея сравнительно быстро выходит из строя. Для их замены очень часто используют Li-ion аккумуляторы. Это потребует доработки штатного или приобретения нового ЗУ.

В случае доработки предлагается изготовить отдельный зарядный модуль, схема которого показана на рис. 1. Он обеспечивает зарядку АКБ по алгоритму CC-CV (Constant Current — Constant Voltage, постоянный ток — постоянное напряжение). Модуль собран на стабилизаторе DA1 LM317T (отечественный аналог КР142ЕН12А) с регулируемым выходным напряжением по типовой схеме [1] и позволяет заряжать при подключённом к разъёму Х1 внешнем БП от одного до пяти Li-ion аккумуляторов, соединённых последовательно в батарею, или одну гелевую свинцовокислотную батарею с номинальным напряжением 6 или 12 В. С этой целью установка конечного напряжения и зарядного тока осуществляется с помощью подстроечных резисторов. Значение конечного напряжения зарядки (от 4,2 до 21 В) устанавливают подстроечным резистором R8. Из [1] (Figure 13) взят и узел ограничения тока зарядки. Он собран на транзисторе VT2 и резисторах R4-R6. Датчики тока собраны на резисторах R2 и R5. Подстроечным резистором R4 устанавливают начальный ток зарядки в интервале от 0,6 до 1,5 А. Стабильность начального тока до достижения конечного напряжения зарядки обеспечена наличием ООС через узел ограничения. При увеличении тока зарядки транзистор VT2 уменьшит своё внутреннее сопротивление, что приведёт к снижению напряжения на АКБ и восстановлению тока до установленного значения, и наоборот.

Рис. 1. Схема зарядного модуля

По достижении на АКБ конечного напряжения закончится первая фаза процесса зарядки стабильным током. Батарея (или аккумулятор) к этому моменту «наберёт» ёмкость, равную 80…90 % от максимальной, и начнётся вторая фаза — дозарядка спадающим током при стабильном напряжении. Для контроля над её окончанием на транзисторе VT1, резисторах R1-R3 и светодиоде HL1 собран узел индикации. Работа подобного узла автором была описана ранее в [2]. По мере снижения тока зарядки напряжение на резисторе R2 уменьшается. Когда напряжение на резисторе упадёт примерно до 0,5 В, транзистор VT1 закроется и светодиод погаснет. Это служит сигналом того, что АКБ зарядилась полностью. Сопротивление резистора R2 определяют из формулы R2 (Ом) = 0,5/I_к, где I_к — конечный ток зарядки в амперах.

Для Li-ion аккумуляторов I_к= 0,1·I_нач, где I_нач — начальный ток зарядки. Кислотным АКБ ток I_нач в амперах устанавливают численно равным 0,1…0,2·С, где С — ёмкость батареи в ампер·часах. При этом ток I_к можно установить численно равным от 0,01·С до 0,02·С.

Транзисторы VT1, VT2 — любые кремниевые маломощные структуры n-p-n. Диод VD1 — выпрямительный с максимально допустимым током 3 А. Светодиод — маломощный сверхъ-яркий любого свечения. Конденсатор С1 — керамический или плёночный, С2 — оксидный К50-35 или импортный. Резистор R5 — проволочный SQP-5, подстроечные R4, R8 — многооборотные, например, проволочные СП5-2 или импортные 3296P (Bourns), осталь-ные — МЛТ, С2-23. Резистор R4 можно заменить другим с номинальным сопротивлением до 500 Ом. При применении резистора R8 сопротивлением 4,7 или 5 кОм сопротивления резисторов R7 и R9 должны быть 750 и 330 Ом соответственно. Гнездо питания — DS-313 1,3×4,2 мм угловое на плату.

Чертежи печатной платы и расположение элементов приведены на рис. 2. Вариант чертежа печатной платы с подстроечными резисторами СП5-3 (с проволочными гибкими выводами) приведён на рис. 3. Конструктивное исполнение модуля с установленными подстроечными резисторами СП5-3 показано на рис. 4. Микросхема LM317T закреплена винтом М3 на ребристом теплоотводе размерами 15x60x60 мм через пластмассовую втулку и теплопроводящую электроизоляционную подложку. Выводы микросхемы (предварительно изогнутые) вставлены в предусмотренные на плате отверстия со стороны установки элементов и припаяны к контактным площадкам. В теплоотводе сделаны четыре резьбовых отверстия М3, в которые закручены четыре стойки PCSN-10 высотой 10 мм. Плата крепится на стойках четырьмя винтами М3. Сторона платы с установленными элементами обращена к теплоотводу. Для снятия платы без отпайки выводов микросхемы, напротив винта её крепления в плате, предусмотрено отверстие.

Рис. 2. Чертеж печатной платы и расположение элементов

Рис. 3. Вариант чертежа печатной платы с подстроечными резисторами СП5-3

Рис. 4. Конструктивное исполнение модуля с установленными подстроечными резисторами СП5-3

Подойдут теплоотводы от процессоров Pentium III со старых материнских плат с гнездом Socket 370, но их конструкцию придётся доработать. Потребуется изготовить алюминиевую пластину-переходник размерами 60×60 мм толщиной 1,5 мм. Поверхности пластины и теплоотвода с нанесённой между ними теплопроводящей пастой скрепляют двумя винтами впотай. Затем, как описано выше, к этому «бутерброду» с помощью стоек и винтов крепят плату.

Блок питания (БП), преобразующий переменное напряжение сети в постоянное, должен иметь минимальное выходное напряжение на 5 В больше конечного напряжения зарядки при токе нагрузки не менее начального тока зарядки. Если не подойдёт БП штатного ЗУ, следует применить другой подходящий, в том числе и лабораторный БП.

При значительно большей разнице указанных напряжений и нагреве теплоотвода более 60 ^оС на нём следует установить вентилятор обдува. Подойдёт кулер от теплоотвода процессора материнских плат. На рис. 1 подключение вентилятора M1 выделено красным цветом. На печатной плате для резистора R10 и выводов вентилятора предусмотрены печатные проводники и контактные площадки.

Для исключения перегрузки по току стабилизатора LM317T при первом включении движок резистора R4 до монтажа на плату необходимо установить в среднее положение с помощью омметра.

Налаживание модуля производят в следующей последовательности. Сначала его без нагрузки подключают к БП и движком резистора R8 устанавливают на выходе требуемое конечное напряжение зарядки. Для свинцово-кислотных АКБ его значение указано на боковой стороне корпуса, в прилагаемой инструкции или на сайте изготовителя. Далее к выходу модуля через амперметр подключают, соблюдая полярность, частично или полностью разряженную АКБ и движком резистора R4 устанавливают необходимый начальный ток зарядки. При установке вентилятора напряжение его питания 9…12 В изменяют подборкой резистора R10.

Модуль зарядки может найти применение в лабораторном БП (особенно, если он нестабилизированный) как источник питания с регулируемым стабилизированным выходным напряжением и защитой от перегрузки по току. При этом минимальное выходное напряжение может быть равным 1,25 В, для этого взамен резистора R7 следует установить проволочную перемычку, подстроечные резисторы заменить переменными и снабдить их соответствующими шкалами.

Литература

1. LM117/LM217/LM317 1,2V to 37V Adjustable voltage regulator. — URL: http://lib.chipdip.ru/159/DOC000159840.pdf (24.06.19).

2. Глибин С. Зарядное устройство для малогабаритного Li-ion аккумулятора. — Радио, 2014, № 2, с. 53, 54.

Автор: С. Глибин, г. Москва

Дата публикации: 10.08.2019

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

Зарядное устройство 12В на LM317

Два зарядных на LM317

Ниже представлены две схемы зарядных устройств на мс LM317:

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Существует много разных схем зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. Любая из них обладает своими достоинствами и недостатками. В статье, ниже рассмотрим несколько схем ЗУ для автомобильных АКБ.

Большинство простейших схем зарядных устройств построено по принципу регулятора напряжения с выходным узлом, собранным на тиристорах или мощных транзисторах.

Эти схемы обладают существенными недостатками…   Подробнее…

• Зарядное стабильное устройство для аккумулятора на L200.

Зарядное на L200

Подробнее…

• Подробнее о заряде и разряде аккумулятора автомобиля

Аккумулятор автомобиля (АКкумуляторная Батарея) – это одна из наиболее важных деталей автомобиля. Аккумулятор обеспечивает электроэнергией: электрические лампы в фарах, подсветки панели приборов и салона, электронной системы зажигания автомобиля,  топливного насоса, автомагнитолы и других узлов автомобиля, а также самый потребляемый источник нагрузки — стартер при запуске двигателя. Нормальная работа всех узлов автомобиля возможна только с правильно эксплуатируемым аккумулятором. Он должен быть вовремя обслужен и заряжен.

Подробнее…

Популярность: 12 189 просм.

Зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора на lm317 CAVR.ru

Зарядное устройство для аккумуляторов SMF 12В, 7.2 Ah – Поделки для авто

Микросхема LM317 с 3 выводами является настраиваемым регулятором положительного напряжения. На выходе можно получить от 1.5В до 37В и ток не менее 1.5А. Она исключительно проста в использовании, требуется всего 2 внешних резистора R2′ и R2″ (R2 = R2′ + R2″), чтобы установить выходное напряжение.

Более того, линейность и стабильность на нагрузке лучше, чем у стандартных фиксированных регуляторов. В дополнение к высокой производительности, по сравнению с фиксированными стабилизаторами, это устройство включает в себя защиту от тепловой перегрузки путем ограничения тока и коррекцию диапазона безопасной работы.

Все типы защиты от перегрузки остаются действующими даже при отключенном выводе ADJUST. При подключении постоянного сопротивления, R1 между ADJUST и OUTPUT, LM317 может работать как стабилизатор тока. Подключение дополнительного конденсатора на выходе позволит улучшить переходную характеристику.

Между входом LM317 и землей должен быть подключен конденсатор малой величины, особенно, если регулятор не находится в непосредственной близости от конденсатора фильтра источника питания.

Пожалуйста, обратите внимание, что выход не может быть ниже, чем 1.25В. Входное напряжение должно быть примерно на 3В выше требуемого выходного напряжения. В нашем случае  входное напряжения должно быть около 18В, поэтому используется трансформатор с вторичным напряжением 17В.

Технические характеристики стабилизатора LM317:

Диапазон выходного напряжения 1.2 – 37 вольт

Выходной ток более 1.5 Aмпер
Нестабильность выходного напряжения 0.1%
Защита от короткого замыкания имеется
Защита от перегрева имеется

Расчеты

Vо рассчитывается по следующей формуле, Vo = Vref * (1 + R2 / R1)

Где Vо падение напряжения на выходе, т.е. напряжение, приложенное к заряжаемой батарее.

Здесь Vref = 1.25. Задаем резистира R1 стандартное значение 220 Ом и устанавливаем ток через второй резистор- R2. Теперь все мы должны сделать, это выбрать значение R2, чтобы получить желаемое напряжения VOUT, минус 1,25 В падения напряжения на R1.

Таким образом, для Vomaximum = 15 и Vominimum = 12 В мы получаем соответствующие значения R2minimum = 1,8кОм и R2maximum =2,3кОм , которые мы получим, сохраняя R2′ = 1,8 кОм и R2″ = 500 Ом (переменная).

Наиболее часто используемыми ОУ являются микросхемы 741 и 324. IC741 используется с замкнутой петлей и LM324 с открытой. т.е. LM324 используется в основном как компаратор, а 741 для усиления, добавления и т.д.

LM317 стабилизирует выход на 1,25 В выше контрольного (Reference). С учетом этого, значение этого резистора устанавливает ток через оба резистора. Ток, через Referenceмал и может быть проигнорирован, пока ток через резисторы в диапазоне от 1 мА до 10 мА.

Тестирование схемы

Выходное напряжение может быть разным и выбирается по желанию минимальное и максимальное напряжение зарядки (между 12В и 15В). Измеренные значения напряжения на входе, выходе и регулировочном выводе показаны в таблице. При тестировании следует принять меры предосторожности, чтобы не закоротить ВЫХОД и ADJUST, так как это может привести к повреждению транзистора BC 547, коллектор которого подключен к регулировочному выводу.

ADJUST  –  13.7 V
OUTPUT –  12.47 V
INPUT     –  15.01 V
Vref          –  1.23

Разница между напряжением на выходном и регулировочном контактах 1.23 (~ 1,25), что и является опорным напряжением Vref. Для батареи 7,2 Ah 12V, ток короткого замыкания Isc = 720mA . Мультиметром проверьте ток короткого замыкания.Если Isc имеет другое значение, чем ожидалось, это может быть изменено путем увеличения или уменьшения нагрузки, подключенной между эмиттером транзистора Т1 и землей.

Работа зарядного устройства

В схеме используются два светодиода в качестве индикаторов; один для сигнализации включенного состояния, и другой в качестве индикатора зарядки, когда напряжение ниже конечного напряжения (~ 12 вольт). Это напряжение можно регулировать подстроечным резистором 1кОм.

Диапазон выходного напряжения можно регулировать подстроечным резистором 500 Ом. LM324 используется как компаратор. Он сравнивает уровни напряжения, и если выходное напряжение меньше, чем напряжение зарядки, напряжение на красном светодиоде будет повышаться, таким образом, указывая на падение напряжения зарядки.

Защитный диод для LM317T

Если батарея подключена к зарядному устройству, но отключена от источника питания, то входное напряжение цепи нулевое, в то время как выходное напряжение по-прежнему присутствует. Некоторые регуляторы могут быть повреждены этим, и поэтому, в цепи ставятся диоды, чтобы защитить их.

Похожие статьи: