Схемы зарядных устройств (с использованием LM317, LM338)

В настоящей статье мы обсудим несколько простых схем зарядных устройств, предназначенных для зарядки аккумуляторов 12 В. Эти устройства очень простые и недорогие по своей конструкции, но при

этом обладают высокой точностью в поддержании выходного напряжения и тока.
Все предложенные здесь схемы контролируют выходной ток. Это означает, что поступающий в аккумулятор ток никогда не будет выходить за предварительно определенный, фиксированный уровень.

Примечание: Если вам нужно зарядное устройство для аккумуляторов с мощным током, то ваши потребности могут быть удовлетворены данными конструкциями устройств зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

—Простейшее зарядное устройство для аккумуляторов 12 В

Как я неоднократно повторял во многих статьях, основным критерием безопасной зарядки аккумулятора является поддержание максимально входного напряжения, величина которого чуть ниже напряжения зарядки, указанного в спецификации аккумулятора, а также поддержание тока на уровне, не вызывающем нагрев аккумулятора.

При соблюдении этих двух условий вы можете заряжать любой аккумулятор, используя простую, приведённую схему.

В приведенной, простейшей схеме, выход трансформатора составляет 12 В. Это означает, что пиковое напряжение после выпрямления будет составлять 12 х 1.41 = 16.92 В. Хотя это несколько выше, чем 14 В, уровня полного заряда для аккумулятора, сам аккумулятор поврежден не будет.
При этом рекомендуется отключать аккумулятор, как только амперметр покажет нулевое значение напряжения.

Автоматическое отключение: Если вы хотите, чтобы приведенная выше схема обеспечивала автоматическое отключение зарядного устройства по завершению зарядки, вы легко можете добиться этого, добавив на выход биполярный транзистор, как показано ниже:

В данной схеме мы использовали общий эмиттер биполярного транзистора, к базе которого подключено 15 В. Это означает, что напряжение эмиттера никогда не опустится ниже 14 В.
А когда на контактах аккумулятора напряжение превысит 14 В, транзистор переходит в состояние обратного смещения, и просто осуществляет автоматический режим отключения. Вы можете изменять значение напряжения 15 В стабилитрона, пока не получите для аккумулятора напряжение примерно в 14.3 В.

В результате первая схема преобразуется в полностью автоматическую систему зарядки АКБ, которую несложно сделать. Кроме того, поскольку здесь не используется конденсаторный фильтр, то 16 В применяется не в качестве непрерывного напряжения постоянного тока, а скорее, как 100 Гц выключатель. Это снижает нагрузку на аккумулятор, а также предотвращает сульфатирование пластин аккумулятора.

Почему важен контроль тока?

Зарядка аккумулятора любого вида может носить критический характер, и поэтому требует уделять ей определенное внимание. Когда сила тока, заряжающего аккумулятор, значимо высокая, контроль тока становится важным фактором.
Все мы знаем, насколько «умными» являются линейные стабилизаторы LM317, и не удивительно, что эти устройства применяются в большом количестве схем и приложений, требующих точное управление мощностью.

Представленная ниже схема зарядного устройства для аккумуляторов 12В с контролем тока на базе LM317 показывает, как можно сконфигурировать LM317, используя всего лишь пару сопротивлений и источник питания в виде стандартного диодного моста для обеспечения зарядки аккумулятора 12 В со всей возможной точностью.

Как это работает?

Стабилизатор подключается в обычном режиме, когда сопротивления R1 и R2 используются для требуемой регулировки напряжения. Входная мощность подается на LM317 с обычного диодного моста. После фильтрации через конденсатор C1 напряжение составляет примерно 14 вольт. Отфильтрованный постоянный ток с напряжением в 14 В, поступает на входной контакт стабилизатора.
Контакт регулировки LM317 подключён через фиксированное сопротивление R1 и переменное сопротивление R2. Изменяя величину сопротивления R2 может плавно менять выходное напряжение, подаваемое на аккумулятор. Без подключения сопротивления Rc вся схема вела бы себя, как простой источник питания.

Однако сопротивление Rc и транзистор BC547 на указанных позициях в схеме, обеспечивают возможность воспринимать ток, поступающий в аккумулятор.
Пока этот ток остается в требуемых безопасных границах, напряжение остается на заданном уровне. Однако при повышении силы тока стабилизатор снижает напряжение, ограничивая дальнейший рост тока и гарантируя безопасность аккумулятора.

Формула для расчета Rc:

R = 0.6/I, где I — максимальная величина требуемого выходного тока.

Для оптимальной работы LM317 будет требоваться наличие теплоотвода (радиатора).

Для наблюдения за состоянием зарядки аккумулятора используется подключенный к схеме потенциометр. Как только он покажет нулевое напряжение, аккумулятор можно отсоединить от зарядного устройства и использовать по назначению.

Принципиальная схема № 1

Список элементов

Для изготовления описанной выше схемы требуются следующие элементы;
R1 = 240 Ом
R2 = 10 кОм с предварительной установкой
C1 = 1000 мкФ/25 В
Диоды = 1N4007
TR1 = 0-14 В, 1 А

Как подсоединить потенциометр к схеме с LM317 или LM338?

Следующая схема (2) показывает, как правильно подключить 3-контактный потенциометр к схеме, использующей стабилизатор напряжения LM317 или LM338. Для подключения потенциометра к схеме его центральный контакт и любой боковой контакт соединяется с выходными контактами схемы. Третий контакт потенциометра не используется.

схема 2

—Компактное зарядное устройство аккумуляторов 12В на базе LM338

Интегральная схема LM 338 представляет собой выдающееся устройство, которое может быть применено в неограниченном числе возможных приложений электронных схем. Ниже мы покажем, как использовать ее для получения автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В.

Почему именно ИС LM338 ?

Основной функцией этой ИС является управление напряжением, и при незначительных, простых модификациях она может быть применена для управления током.
Схема зарядного устройства аккумуляторов идеально подходит для этой ИС и мы намерены изучить одну такую схему для создания автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В с использованием ИС LM338.
Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что вся схема построена вокруг ИС LM301, формирующей схему управления для выполнения отключения.
LM338 настроена в качестве контроллера силы тока, и как модуль прерывающего выключателя.

Использование LM338 в качестве регулятора, а операционного усилителя в качестве компаратора

Вся работа зарядного устройства может быть проанализирована с учетом следующих соображений: LM 301 используется в качестве компаратора и её не инвертированный вход подключается к опорной точке, создаваемой делителем напряжения, состоящего из R2 и R3. Напряжение, снятое с точки соединения R3 и R4, используется для установки выходного напряжения LM338 на уровень, который несколько выше требуемого напряжения зарядки – это примерно 14 вольт.
Данное напряжение подается на заряжаемый аккумулятор через сопротивление R6, включенное в схему в качестве датчика силы тока.
Сопротивление в 500 Ом, соединяющее входные и выходные контакты LM338, гарантирует, что даже после того, как схема будет автоматически отключена, аккумулятор будет постепенно заряжаться пока он остается подключенным к выходу схемы.
Кнопка пуска (start) используется для запуска процесса зарядки после подсоединения к выходу схемы частично разряженного аккумулятора.
Выбор величины R6 позволяет получать различные скорости зарядки в зависимости от емкости аккумулятора.

Функционирования схемы (согласно объяснениям +ElectronLover)

«После того, как заряжаемый аккумулятор будет иметь полный заряд, напряжение на инвертированном входе операционного усилителя станет выше установленного напряжения на неинвертированном входе LM338. Это моментально переключит логику усилителя на низкий уровень».

Согласно моим предположениям:
V+ = VCC — 74 мВ
V- = VCC — Ток зарядки x R6
VCC= напряжение на контакте 7 усилителя

Когда аккумулятор зарядится полностью, ток зарядки уменьшается. V- становится выше, чем V+, выход усилителя снижается, включая PNP и LED.
Кроме того, поскольку R4 через диод будет соединено с заземлением, то R4 становится параллельным R1, снижая фактическое сопротивление на управляющем контакте LM338 до уровня заземления.

Напряжение (LM338) = 1.2+1.2 x Reff / (R2+R3), где Reff — это сопротивление регулирующего контакта по отношению к заземлению.

Когда Reff понижается, выходное напряжение LM338 снижается, прекращая процесс зарядки.

Микросхема LM317 в ЗУ для аккумуляторной батареи шуруповёрта

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/LM3171,2V 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

Схема зарядного устройства для аккумулятора от GSM-телефона (LM317)

Приведена принципиальная схема зарядного устройства,именно для аккумулятора, а не для сотового телефона, оно построено на микросхеме-стабилизаторе LM317. Разница в том, что схема зарядки сотового телефона состоит из внешнего блока питания, обычно, напряжением 5-5,5V и внутренней схемы контроллера зарядки.

То есть, фактически, собственно зарядное устройство содержится внутри сотового телефона, а то, что называют зарядным устройством, — это всего лишь блок питания для него.

Если потеряно, так называемое, зарядное устройство, его можно купить или использовать любой другой источник постоянного тока напряжением 5-5,5V и током 0,5-1 А. Это особенно просто сейчас, когда у всех сотовых телефонов для зарядки используется один из стандартных USB-разъемов.

Куда хуже, если вышло из строя само зарядное устройство, то которое находится внутри сотового телефона, или более частый случай — сломали разъем для подключения блока питания. Как быть в этом случае? Ремонт осложняется необходимостью разборки сотового телефона и весьма «ювелирной» пайкой. Практически, можно больше навредить, чем починить.

Но есть другой вариант, — заряжать от внешнего зарядного устройства. Для этого можно приобрести, так называемую «Лягушку» или сделать простейшее зарядное устройство самому, например, по схеме показанной на рисунке в этой статье. Ведь, фактически, нам нужно только взять блок питания (или любой другой источник тока напряжением 5V и током не ниже 0,5А), и подать с него напряжение на заряжаемый аккумулятор, но не непосредственно, а через стабилизатор тока зарядки.

Схема зарядного устройства

Вот простейшая схема этого стабилизатора тока и показана на этом рисунке.

Схема работает в двух режимах, режиме быстрой зарядки и режиме медленной, щадящей зарядки.

Рис. 1. Принципиальная схема зарядного устройства для аккумулятора от GSM-телефона (LM317).

Применение

При быстрой зарядке выходной ток, поступающий на аккумулятор, ограничивается на уровне 0,5А. Что, в большинстве случаев, составляет от 0,3 до 0,7 номинального тока аккумулятора, и укладывается в допустимые пределы тока быстрой зарядки.

Однако, при этом, нужно внимательно следить за временем зарядки и за температурой батареи. Время зарядки можно рассчитать, разделив номинальный ток аккумулятора на 0,5 А. То есть, если ток на аккумуляторе указан, например, 800мА (0,8А), то время зарядки будет 0,8/0,5=1,6 часа. То есть, примерно, 1 час и 35 минут.

В режиме «Осторожно» ток всего 0,1 А, и заряжаться им аккумулятор можно оставить 8-10 часов. То есть, на ночь, особо не беспокоясь за перезарядку или перегрев.

Схема проста, остается только подобрать блок питания, им может быть, например, блок питания («зарядное устройство») для сотового телефона или лабораторный блок питания.

Горчук Н. В. РК-06-16.

Простое зарядное устройство на микросхеме LM317

Достаточно простое зарядное устройство автоматического типа возможно реализовать на микросхеме LM317, которая из себя воображает линейный стабилизатор напряжения с регулируемым выходным напряжением. Микросхема может кроме этого трудиться в качестве стабилизатора тока.

В моем варианте задействованы два стабилизатора, один из них подключен по схеме стабилизатора тока, на втором собран пороговый узел.

Посредством резисторов R2 и R3 (делитель) возможно выставить необходимое напряжение на выходе, до которого будет заряжаться отечественный аккумулятор, в отечественной схеме эти резисторы заменены переменным резистором, для эргономичной подстройки. В то время, когда напряжение на аккумуляторе будет ровно напряжению заряда, то процесс заряда закончиться, этим заряд будет закончен.

Максимально допустимый ток заряда 1,5 Ампер, но и этого не мало для зарядки аккумуляторная батарей. Возможно заряжать герметичные аккумуляторная батареи от бесперебойников, мотоциклов а также автомобильный аккумулятор с емкостью 40-75А/ч, правда заряжаться будет довольно продолжительное время, но как вариант автоматического зарядного устройства — в полной мере рабочий.
Всего лишь по особой программе необходимо выставить выходное напряжение недалеко от 14 Вольт.
Светодиод будет светиться в ходе окончания заряда и потухнет, в случае если аккумулятор всецело заряжен.

Параллельный светодиоду резистор рассчитываем по формуле R1=U/I , где U — напряжение, которое необходимо для полного засвечивание светодиода, I — выходной ток зарядного устройства

(в Амперах), данный резистор подбирается исходя из тока вашего блока питания, к примеру — в случае если выходной ток с БП образовывает 1А, то 2.7х1 — 2,7Ом — сопротивление резистора, 2,7 — напряжение, которое необходимо для полного засвечивания светодиода.

Микросхему в обязательном порядке установить на теплоотвод, в том случае, в случае если ток с зарядного устройства более 500мА.

В обязательном порядке к прочтению:

Зарядное устройство вход от 5-28v / выход 1,2-18,5v

Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:

• Простое зарядное устройство собственными руками

  Не каждый обладатель авто имеет у себя в гараже зарядное устройство для аккумулятора. В данной статье обрисованы этапы создания собственными руками качественного зарядного устройства, в котором возможно…

• Верная зарядка аккумулятора автомобиля от зарядного устройства и генератора

  Все то время, пока двигатель автомобиля не работает, питание электросети автомобиля происходит от аккумулятора — эта азбучная истина не испытывает недостаток в комментариях. Но, сказать о том, что ее…

• Схемы несложного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

  Частенько, в особенности зимой, автомобилисты сталкиваются с необходимостью зарядки автомобильного аккумулятора. Возможно, и нужно, купить заводское зарядное устройство, лучше…

• Виды зарядных устройств и принцип их работы

  , пока вечный двигатель остаётся нереализованной мечтой изобретателей, любой электроприбор будет потребовать периодической подзарядки. Автомобильный аккумулятор – не исключение. В случае если…

• Несложный регулятор мощности для зарядного устройства

  В прошлых статьях мы разглядели конструкцию ШИМ регулятора мощности, что рекомендован для регулировки выходного напряжения зарядного устройства либо блока питания. Сейчас обращение отправится про…

⚡️Простое зарядное устройство для АКБ

Зарядные устройства

На чтение 2 мин Опубликовано 12.01.2017 Обновлено 07.07.2019

Простое автомобильное зарядное устройство для акб свинцово-кислотных аккумуляторов изготовлено всего на одной микросхеме LM317 и одном транзисторе BC140, плюс несколько резисторов и конденсаторов. На сайте представлена схема источника постоянного тока, роль по ограничению тока выполняют транзистор Q1 и резисторы R1 и R4.

При подключении разряженного аккумулятора к схеме, ток в цепи будет максимальный, что вызовет падения напряжения на резисторе R1, тем самым откроется транзистор Q1 и вывод 1 микросхемы LM317 (Российский аналог КР142ЕН12) «соединиться» с минусовым проводом. На выходе микросхемы вывод 2 выходное напряжение упадет до 1,25В.

Поморе зарядки аккумулятора напряжения на нём будет расти на резисторе R1 падения напряжения будет падать, транзистор Q1 начнёт закрываться и вывод 1 микросхемы «отключиться» от минусового провода. На выходе LM317 вывод 2 напряжение будет увеличиваться до полной зарядки аккумулятора.

Переменный резистор P1 корректирует работу микросхемы. Радиатор на LM317 подбирался экспериментально, чтобы микросхема не перегревалась, можно применить теплоотвод маленьких размеров и установить обдув с помощью кулера. В самой схеме есть защита от короткого замыкания, но рассчитывать на неё не стоит, лучше установить дополнительную схему защиты от КЗ.

Увеличение тока в зарядном устройстве до 10А

 

Для увеличения тока до 10A устанавливается дополнительный транзистор как показана на рис.2.

Показана простая схема стабилизатора постоянного тока. Зарядное устройство для акб состоит из резистора R4, которым регулируется выходное напряжение от 1,8 до 32В.

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

Зарядное устройство для щелочных и свинцовых аккумуляторов ёмкостью до 10-15 Ампер-час, для шуроповерта, герметичного аккумулятора от UPS и т. п. Ток зарядки фиксированный, по окончании зарядки уменьшается до нуля. Есть индикация процесса и окончания зарядки.

Содержание / Contents

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.

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.

Для удобства эксплуатации необходима индикация. Я исходил из того, что нужен контроль включения в сеть, исправности устройства, контроль цепи зарядки, состояния аккумуляторной батареи.

Считаю, что звуковая сигнализация не нужна — она может запиликать ночью, да и зарядное устройство должно работать так, чтобы батарея могла оставаться в зарядном устройстве без вреда. По этой же причине таймер не обязателен.

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.

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.

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.

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.Устройство позволяет изменять зарядный ток до 1,5 А. Надо следить, чтобы тепловая мощность КР142ЕН12 (LM317) не была превышена. Напряжение аккумуляторной батареи может быть 6, 12, 18, 24 Вольта. При этом может понадобиться замена некоторых резисторов и дополнительная настройка.

Для изменения зарядного тока при одном напряжении удобно подключать шунты параллельно R2 через переключатель.

При настройке и испытаниях заряжалась батарея из десяти никель-кадмиевых элементов емкостью 7 А-час. Время зарядки пропорционально увеличилось, но батарея зарядилась полностью.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Простое универсальное автоматическое зарядное устройство

Я постарался вставить в заголовок этой статьи все плюсы данной схемы, которою мы будем рассматривать и естественно у меня это не совсем получилось. Так что давайте теперь рассмотрим все достоинства по порядку.
Главным достоинством зарядного устройство является то, что оно полностью автоматическое. Схема контролирует и стабилизирует нужный ток зарядки аккумулятора, контролирует напряжение аккумуляторной батареи и как оно достигнет нужного уровня – убавит ток до нуля.

Какие аккумуляторные батареи можно заряжать?

Практически все: литий-ионные, никель-кадмиевые, свинцовые и другие. Масштабы применения ограничиваются только током заряда и напряжением.
Для всех бытовых нужд этого будет достаточно. К примеру, если у вас сломался встроенный контроллер заряда, то можно его заменить этой схемой. Аккумуляторные шуруповерты, пылесосы, фонари и другие устройства возможно заряжать этим автоматическим зарядным устройством, даже автомобильные и мотоциклетные батареи.

Где ещё можно применить схему?

Помимо зарядного устройства можно применить данную схему как контроллер зарядки для альтернативных источников энергии, таких как солнечная батарея.
Также схему можно использовать как регулируемый источник питания для лабораторных целей с защитой короткого замыкания.

Основные достоинства:

• — Простота: схема содержит всего 4 довольно распространённых компонента.
  
• — Полная автономность: контроль тока и напряжения.
  
• — Микросхемы LM317 имеют встроенную защиту от короткого замыкания и перегрева.
  
• — Небольшие габариты конечного устройства.
  
• — Большой диапазон рабочего напряжения 1,2-37 В.

Недостатки:

• — Ток зарядки до 1,5 А. Это скорей всего не недостаток, а характеристика, но я определю данный параметр сюда.
  
• — При токе больше 0,5 А требует установки на радиатор. Также следует учитывать разницу между входным и выходным напряжением. Чем эта разница будет больше, тем сильнее будут греться микросхемы.

Схема автоматического зарядного устройства

На схеме не показан источник питания, а только блок регулировки. Источником питания может служить трансформатор с выпрямительным мостом, блок питания от ноутбука (19 В), блок питания от телефона (5 В). Все зависит от того какие цели вы преследуете.
Схему можно поделать на две части, каждая из них функционирует отдельно. На первой LM317 собран стабилизатор тока. Резистор для стабилизации рассчитывается просто: «1,25 / 1 = 1,25 Ом», где 1,25 – константа которая всегда одна для всех и «1» — это нужный вам ток стабилизации. Рассчитываем, затем выбираем ближайший из линейки резистор. Чем выше ток, тем больше мощность резистора нужно брать. Для тока от 1 А – минимум 5 Вт.
Вторая половина — это стабилизатор напряжения. Тут все просто, переменным резистором выставляете напряжение заряженного аккумулятора. К примеру, у автомобильных батарей оно где-то равно 14,2-14,4. Для настройки подключаем на вход нагрузочный резистор 1 кОм и измеряем мультиметром напряжение. Выставляем подстрочным резистором нужное напряжение и все. Как только батарея зарядится и напряжение достигнет выставленного – микросхема уменьшит ток до нуля, и зарядка прекратиться.
Я лично использовал такое устройство для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Ни для кого не секрет, что их нужно заряжать правильно и если допустить ошибку, то они могут даже взорваться. Это ЗУ справляется со всеми задачами.


Чтобы контролировать наличие заряда можно воспользоваться схемой, описанной в этой статье — Индикатор наличия тока.
Есть ещё схема включения этой микросхемы в одно: и стабилизация тока и напряжения. Но в таком варианте наблюдается не совсем линейная работа, но в некоторых случаях может и сгодиться.
Информативное видео, только не на русском, но формулы расчета понять можно.

6V, 12V, 24V Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов с использованием LM317

Я собираюсь показать вам схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов LM317.

Мне нравится этот тип батарей из-за их дешевизны. Ты тоже, да?

Это зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов, предназначенное для аккумуляторов 6, 12 и 24 В. Хотя есть из чего выбрать.

Но вы можете быть упущены Если не прочтите этот пост до конца.

Часто мне нравится использовать LM317 в качестве источника питания. Потому что он очень прост в использовании, состоит из нескольких частей.И, что немаловажно, дешево.

Зачем использовать LM317?

Если ваша основная цель — долго пользоваться аккумулятором. У вас достаточно резервных батарей. Для вашей работы без перерыва.

Знаете ли вы, что мы можем заряжать аккумуляторы почти пятьсот раз? Но необходимо подзаряжать правильным способом.

Это просто.

Производители всегда печатают соответствующие напряжение и ток для зарядки аккумулятора.

Главное — нагрев при зарядке аккумулятора.

Естественно электронных частей. Если жарко. У него короткая жизнь. Аккумулятор тоже.

Причиной нагрева является слишком высокий уровень напряжения и тока.

Основная проблема — слишком высокий уровень напряжения. Обычно не должно превышать 14 В.

Когда мы используем LM317 для поддержания постоянного напряжения. Итак, это здорово.

Конечно, приведенная ниже схема не является мгновенной. Возможно, отличные идеи могут стать для вас лучшим способом улучшить свои навыки работы с электроникой.

Примечание: Хотя проект хороший. Но может быть сложно построить и дорого. Мне больше нравятся эти проекты: Простое зарядное устройство 12 В с автоматическим отключением

Вот 4 идеи схемы. Готовы начать?

Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов 6–12 В с использованием LM317

Представьте, что у вас есть батареи на 12 В и 6 В. Возможно, вас заинтересует эта схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Потому что…

Он может заряжать 6В и 12В два в одном, выбрав переключатель S2.

Посмотрите: в схеме ниже.

При максимальном выходном токе 1,5 А в качестве предельного тока LM317K.

Как это работает

Когда видишь схему. Похоже на источник питания с регулируемым постоянным напряжением, использующий LM317. Некоторым нравится эта схема. любая схема требует энергии.

Первая секция, T1, S1, D1-D4, C1 и C2 — это нерегулируемый источник питания. Вы о них знаете? Думаю, вы это поймете. И вы можете прочитать об этом подробнее.

Они снизят напряжение сети переменного тока до 21 В постоянного тока.

Вы когда-нибудь задумывались о ценности этих деталей?

Да, у дизайнера есть заинтересованная концепция. Мне нравятся 2 вещи.

Трансформатор — когда мы используем выходной ток 1,5 А. Так должен трансформатор 2А. И выходное напряжение составляет около 15 В постоянного тока (приблизительно).
Итак, входное напряжение LM317 должно быть от 17 до 22 В постоянного тока. Потому что при перенапряжении легко нагреться. Но слишком низкое напряжение плохо удерживает постоянное напряжение.

Конденсатор фильтра — Нам нужна полная выходная мощность и низкое напряжение пульсаций.Согласно основным принципам, мы должны использовать емкости C1 и C2. 2200 мкФ на вход 1 А. Итак, конденсатор фильтра составляет 4400 мкФ (2200 мкФ + 2200 мкФ).

Затем см. Раздел «Регулятор LM317». Мы знаем, что нужно изменить R3 и R2, чтобы установить выходное напряжение. Какой контроль с S2.

• Замкнутый переключатель S2 для зарядного устройства 6 В. —Посмотрите, как R2 и R3 соединяются параллельно. Это дает выходное напряжение около 7 вольт.
• Разомкнут переключатель S2 для аккумулятора 12 В. Напротив, R2 работает только с большим сопротивлением, чем два.Итак, выходное напряжение около 14 вольт.

Вы поняли?

Диод D3 и D4 помогает защитить обратное напряжение от выходной нагрузки. Это будет перегрузка по току до тех пор, пока не перегорит предохранитель. И защитите зарядку с неправильной полярностью.

Детали, которые вам понадобятся

IC1: LM317K Регулятор переменного напряжения TO-3
D1-D4: 1N5402, 3A, 200V Диоды
D5, D6: MBR1545 Диоды и выпрямители Шоттки 16A
C1, C2: 2200 мкФ 353 Электролитические компоненты
C3 47uF 25V электролитический.
Резисторы 0,25 Вт, допуск 5%
R1: 220 Ом
R2: 2,2 кОм
R3: 1,8 кОм
S2: Тумблерный переключатель SPST
S1: Переключатель SPST ВКЛ / ВЫКЛ
F1: Предохранитель 0,5A или 1A
F2: Предохранитель 2A
T1: 117 В / 230 В переменного тока от первичной обмотки до 15 В, вторичный трансформатор 2 А

См .: Распиновка LM317K

Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В с использованием LM317K

Предположим, у вас есть свинцово-кислотная батарея с сухими элементами, 12 В 7,5 га. А вам нужно зарядное устройство, простое и экономичное. Кроме того, у вас есть нерегулируемый источник питания 18 В.

Я рекомендую схему ниже. Он также использует LM317K в качестве основного.

Эта схема имеет простой принцип. И может поддерживать стабильное напряжение на уровне 13,5 вольт. Установкой R2 и R2.

Который вы можете использовать ток 1А для зарядки около 8 часов или 10 часов. Тогда он будет иметь полную электрическую энергию.

Кроме того, в схеме выше есть D1, защищающий обратное напряжение от выходной нагрузки. Ударом Furse прервать цепь.

См. Светодиод 1 показывает правильную полярность подключения тока.И D2, подключенный в обратном направлении, показывает неправильное подключение батареи.

Детали, которые вам понадобятся

IC1: LM317K Регулятор переменного напряжения TO-3
D1: MBR1545CT Диоды и выпрямители Шоттки 16A
C1: 2200 мкФ, электролитические, 35 В
C3: 47 мкФ, 25 В, электролитические
C2: 0,1 мкФ, 50 В, керамический конденсатор
Резисторы, допуск 5%
R1: 220 Ом
R2: 43 Ом
R3: 2.2K
R4: 1K
LED1: зеленый светодиод 5 мм
LED2: красный светодиод 5 мм
F1: предохранитель 2A

Автоматическое зарядное устройство на 24 В и индикатор полного заряда

Это схема автоматического зарядного устройства на 24 В и индикатор полного заряда.

Посмотрите:

Представьте, что у вас есть аккумулятор на 24 В, 10 Ач. Вы также можете использовать LM317K для создания цепи свинцово-кислотного зарядного устройства на 24 В для этой батареи.

Требуется стабильный ток около 1,5 А и постоянное напряжение 27 вольт.

Они аналогичны указанной выше схеме.

Вот пошаговый процесс.

Во-первых, он имеет нерегулируемый источник питания постоянного тока, 35 В постоянного тока при 2 А через C1.

Это вход напряжения LM317K. Который выдерживает напряжение до 40 В.

Тогда LM317 и другие части поддерживают стабильное напряжение 27 В. Регулируем VR1, чтобы установить это напряжение.

Когда аккумулятор полностью заряжен или потребляет ток более 2А. R6 — это многопозиционный переключатель. Это отключит ток к батарее.

Индикатор полного заряда — при полном заряде аккумулятора до 27В. TL431 распознает этот уровень напряжения. Затем включите LED1, чтобы он сразу загорелся.

Также, схема выше, D5 защищает аккумулятор от обратного напряжения.
А, R6 тоже отключил этот ток.

IC1 следует держать с большим радиатором.

Детали, которые вам понадобятся

IC1: LM317K Регулятор переменного напряжения TO-3
IC2: TL431 Прецизионный шунтирующий регулятор TO-92
D1-D5: 1N5402, 3A Диоды 200 В
C1: 2200 мкФ 50 В электролитический
C3: 47 мкФ 50 В электролитический
C2: 0,1 мкФ 50 В Керамический конденсатор
Резисторы 0,25 Вт, допуск 5%
R1: 220 Ом
R2: 4,3 кОм
R3: 1 кОм
R4: 82 кОм
R5: 10 кОм
LED1: зеленый светодиод 5 мм
R6: 2A Polyswitch
VR1: 1K
VR2: 20K

LM317 Универсальное зарядное устройство для аккумуляторов

Вот очень простая идея — схема универсального зарядного устройства.
Когда на цепь подается входное питание.

Примечание:
Это еще одна концепция зарядного устройства LM317. Но я еще не пробовал. Я держу эту схему. Только для будущего обучения.

SCR1 (выпрямитель, управляемый кремнием, , ) выключается, а затем не имеет пути тока смещения на землю.

LM317 действует как регулятор тока . Он подключен к батарее через односторонний диод D1, ограничивающий резистор R1 и резистор смещения R2.
D1 предотвращает разряд аккумулятора в цепи при отключении питания в этой цепи.
По мере зарядки аккумулятора напряжение на точечном потенциометре R5 и некоторой точке повышается, чтобы включить SCR1.
Тогда ток от регулятора LM317 может течь на землю, так что теперь IC1 находится в режиме регулирования напряжения.
R6 используется для управления выходным напряжением.
Когда SCR1 включается, он также обеспечивает заземление от LED1 до R3.
Но когда LED1 включен, эта схема находится в режиме регулирования напряжения , в то время как LED1 выключен, чтобы находиться в режиме регулирования тока .

Вам тоже могут понравиться эти схемы.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Регулируемый 3-контактный регулятор для недорогих систем зарядки аккумуляторов

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdf Регулируемый 3-контактный регулятор для недорогих систем зарядки аккумуляторов

Замечания по применению

Texas Instruments, Incorporated [SNVA581,0]

iText 2.1.7 от 1T3XTSNVA5812011-12-08T03: 06: 26.000Z2011-12-08T03: 06: 26.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

аккумуляторов — Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов с использованием LM317

Влияет ли R3 на выходное напряжение LM317, поскольку он включен последовательно с R2?

Если аккумулятор не подключен (или, что то же самое, если ток через аккумулятор пренебрежимо мал), схема работает как источник постоянного напряжения с выходным напряжением \ $ V_ {0} = V_ {ref} \ cdot \ left (1 + \ frac {R_2 + R_3} {R_1} \ right) + I_ {Adj} \ cdot (R_2 + R_3) \ $.Поскольку \ $ R_3 \ $ обычно намного меньше, чем \ $ R_2 \ $, \ $ R_3 \ $ имеет незначительное влияние на \ $ V_0 \ $. С другой стороны, если батарея подключена, пока напряжение батареи ниже, чем \ $ V_0 \ $, схема работает как источник постоянного тока, и ток через батарею будет примерно \ $ \ frac {0,6 В } {R_3} \ $. В этом случае напряжение на батарее будет автоматически отрегулировано таким образом, чтобы ток оставался постоянным. Как только напряжение батареи достигает \ $ V_0 \ $, ток больше не может поддерживаться постоянным.В этом случае напряжение на батарее будет постоянным, а именно \ $ V_0 \ $, независимо от тока, протекающего через батарею.

Как именно BJT и резистор точно работают в этой установке? Не будет ли батарея изначально пытаться потреблять столько тока, сколько может, что означает, что 0,6 В разовьется на R3, прежде чем батарея будет достаточно заряжена для перехода в стадию CV?

Да, батарея будет пытаться потреблять столько тока, сколько может, но это не удастся, потому что чем выше ток через батарею, тем выше напряжение на \ $ R_3 \ $.Когда это напряжение достигает 0,6 В, транзистор начинает проводить, и выходное напряжение регулятора уменьшается. Следовательно, ток через батарею автоматически ограничивается примерно до \ $ \ frac {0,6 В} {R_3} \ $.

Разве 0,6 В, развиваемое на R3, не означает, что потенциал, «видимый» батареей, составляет примерно 6,3 В? (6,9 В на выходе LM317 вычесть 0,6 В). Разве этого не будет недостаточно для полной зарядки аккумулятора?

Обратите внимание, что батарея подключена между выходом регулятора напряжения и базой транзистора, поэтому напряжение на \ $ R_3 \ $ не влияет на напряжение батареи.Регулятор напряжения следит за тем, чтобы напряжение на батарее не превышало \ $ V_0 \ $.

Когда BJT включается, выходное напряжение LM317 упадет до 1,25 В, поскольку регулировочный штырь закорочен (в обход резисторов). Конечно, это не подходит для стадии зарядки CV, поскольку потенциал падает ниже напряжения зарядки аккумулятора? Как во время этого падения напряжения влияет выходной ток на батарею?

Транзистор не проводит полностью.Контур управления гарантирует, что ток через транзистор будет достаточно большим, чтобы поддерживать постоянный ток. Во время зарядки постоянным током напряжение аккумулятора будет медленно увеличиваться. Как только он достигнет \ $ V_ {0} \ $, ток больше не может быть постоянным, и напряжение останется на уровне \ $ V_ {0} \ $.

Однако При зарядке литиевых батарей переключение с CC на CV должно происходить при точно определенном напряжении. Следовательно, \ $ R_2 \ $ нужно сделать настраиваемым, чтобы установить \ $ V_0 \ $ на требуемый уровень.Эту схему интересно анализировать, и это может быть дешевое решение, но есть интегральные схемы, которые работают лучше.

Симуляция (с использованием довольно грубой модели батареи) показывает взаимосвязь между напряжением батареи (зеленый) и током через батарею (синий). Источник постоянного тока не показывает идеального поведения.

LM317 Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов · Один транзистор

Создайте это простое, но универсальное зарядное устройство для литий-ионных элементов с LM317 или LM338 и TL431

Несмотря на то, что у меня есть несколько модулей TP4056 для зарядки литий-ионных элементов, эти маленькие печатные платы выделяют много тепла, и зарядный ток уменьшается с увеличением температуры.Поскольку у меня есть параллельные пары ячеек от аккумуляторов для ноутбуков, я бы хотел зарядить их более сильным током. Еще одно ограничение этих модулей заключается в том, что максимальный ток заряда не может быть изменен, если я не заменю небольшой резистор SMD. Поэтому я сделаю свое собственное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов с LM317 (LM338). Использование линейного регулятора не решает проблему тепловыделения, но, по крайней мере, я могу поставить его на радиатор.

Литий-ионные элементы

необходимо заряжать в два этапа. Во-первых, пока они не достигнут порогового напряжения, зарядное устройство работает как источник постоянного тока.Этот ток зависит от ячейки, но обычно подаваемая энергия (в Ач) должна быть менее 80 процентов емкости батареи (Ач). Когда напряжение достаточно возрастет, зарядное устройство должно переключиться в режим постоянного напряжения, поддерживая стабильное значение 4,2 В (или 4,1 В для некоторых элементов) до тех пор, пока ток не упадет.

Моя схема не пытается заменить модуль TP4056. Они хорошо подходят для зарядки литий-ионных аккумуляторов от USB-портов 5 В. Их небольшой размер также является важной причиной их использования. Следующая схема имеет большие размеры и не подходит для портативных устройств.Это больше похоже на верстаковое зарядное устройство. Есть две предустановки для зарядного тока (фактические токи будут зависеть от номинала некоторых резисторов). Его также можно использовать для зарядки двух последовательных ячеек (в зависимости от номинала двух других резисторов). LM317 можно заменить на LM338, если вам нужен зарядный ток до 5 А. Будьте осторожны при замене других частей, которые должны будут пропускать более высокий ток (мы увидим позже).

Схема зарядного устройства Li-Ion LM317 / LM338

R2 и D4 составляют простой индикатор тока.Диод 1N5404 имеет прямое падение напряжения, которое увеличивается с увеличением тока. Это падение используется для включения транзистора Q1, который управляет светодиодом и охлаждающим вентилятором регулятора. При низких токах R2 создает путь для тока, который определяет еще более низкое падение напряжения, гарантируя, что транзистор больше не смещен. Точная точка, в которой это происходит, зависит как от диода, так и от параллельного резистора. Это всего лишь элементарный индикатор тока, который может потребовать некоторых экспериментов с различными частями, чтобы заставить его работать должным образом.Замена диода допускается только на диоды выпрямительного типа другого типа. Не используйте диоды Шоттки. Сопротивление резистора R2 можно уменьшить до 3,9 Ом. При таком слабом смещении транзистор не может управлять нагрузками с большим током. Я тестировал небольшой 40-миллиметровый вентилятор с потребляемым током всего 80 мА.

Остальная часть схемы представляет собой ограниченный по току источник питания LM317, настроенный на выходное напряжение 4,1–4,2 В. U2 (TL431) используется как опорное напряжение для настройки выхода. С помощью R5, R6, R8 и SW1 зарядный ток можно установить следующим образом.Максимально доступный выходной ток составляет 1,5 А для LM317 и 5 А для LM338. Используя эквивалентное сопротивление между выходом регулятора и нагрузкой, вы можете ограничить этот ток: I = 1,25 / R . Схема использует SW1 для переключения между двумя токами зарядки. Важно знать, что R6 и R8 никогда не должны быть одновременно в этой цепи. С помощью R5 и R8 переключатель может выбирать между R5 + R8 и R5. В данном случае I ₁ = 1,25 / (R5 + R8) (режим малого тока), а I ₂ = 1.25 / R5 (сильноточный режим). SW1 в этой ситуации может быть однополюсным двухконтактным переключателем, предназначенным для замыкания R8.

У вас могут быть резисторы R5 и R6. В данном случае I ₁ = 1,25 / R5 , а I ₂ = 1,25 / R6 . Значения резистора на схеме были выбраны для высокого тока 1,25 А и низкого тока 0,57 А. Используйте любые значения, которые вам нужны, помня, что рассеиваемая мощность составляет P = I ² R . Выбирайте резисторы с подходящей мощностью (обычно в два раза больше, чем нужно).

R9, R10 и RV1 устанавливают напряжение. Это максимальное напряжение, которого может достичь аккумулятор при полной зарядке. Для литий-ионных аккумуляторов это 4,1 В или 4,2 В (см. Технические характеристики аккумулятора). Значения из схемы подходят для одной ячейки или пакета параллельных ячеек. На холостом ходу отрегулируйте RV1, пока выходное напряжение не станет 4,1 или 4,2 В. Если вы заряжаете две последовательные ячейки, R9 должен быть 22 кОм, а выходное напряжение без нагрузки должно быть 8,2 или 8,4 В. Не забудьте использовать балансировочную схему для ячеек. Даже три последовательных элемента могут быть заряжены с помощью R9 = 39 кОм и правильно рассчитанных конденсаторов / последовательных резисторов светодиодов / вентилятора.

Печатная плата зарядного устройства Li-Ion

Для LM338 более высокие токи заряда могут быть установлены с теми же резисторами. Важно заменить D4 и F1 деталями, которые могут выдерживать ток. Дорожки на печатной плате не совсем подходят для больших токов. Красные дорожки на приведенном выше рисунке следует залудить, чтобы увеличить их поперечное сечение и ток. Используйте свой паяльник, чтобы добавить припой на эти дорожки.

Печатная плата размером 7,2 на 7 см, односторонняя. Сверху необходимо добавить проволочную перемычку (см. Шелкографию).Минимальное входное напряжение для этой схемы следующее. Держите его как можно ближе к этим значениям, чтобы уменьшить тепловыделение, но не меньше. Убедитесь, что SMPS / трансформатор может подавать достаточный ток.

AC / DC	1 ячейка / параллельная упаковка	2-х серийные ячейки	Ячейки 3 серии
Переменный ток на J1	7,4 В переменного тока	10,3 В переменного тока	13,3 В переменного тока
Постоянный ток при J2	8.4 В постоянного тока	12,6 В постоянного тока	16,8 В постоянного тока

Нижняя сторона печатной платы с отверстиями для потока воздуха

Во время использования D4, U1, R5, R6 и R8 нагреваются. Это нормально. При зарядке большими токами и LM338 вы можете отключить индикатор зарядки, заменив D4 проволочной перемычкой. Таким образом вы удалите нагревающуюся деталь. Если вы оставите ячейку подключенной к зарядному устройству без питания, светодиод PWR останется включенным, чтобы напоминать вам о необходимости отключить ячейку.

Предупреждение! Не размещайте литий-ионные элементы слишком близко к этой цепи, потому что она нагревается во время использования. Избегайте нагрева литий-ионных аккумуляторов. Рекомендуется положить зарядное устройство и аккумуляторы в безопасное место и следить за ними во время зарядки. Неправильно построенное зарядное устройство и / или поврежденные элементы могут привести к возгоранию элементов.

Загрузки

Список литературы

1. z-матрица . Схема простейшего самодельного литий-полимерного зарядного устройства (2006 г.) на форуме RC Groups.
2. Простое зарядное устройство для литий-ионных / липоаккумуляторов для самостоятельной сборки электроники (схема из [1]).
3. Цепь зарядки литий-ионной батареи 3,6 В LM317 на 320 В.

Автоматическая схема портативного зарядного устройства 12 В с использованием LM317

Вы когда-нибудь пытались разработать зарядное устройство, которое заряжает аккумулятор автоматически, когда напряжение аккумулятора ниже указанного? В этой статье объясняется, как разработать автоматическое зарядное устройство.

Зарядное устройство, расположенное ниже, автоматически прекращает процесс зарядки, когда аккумулятор полностью заряжен.Это предотвращает глубокую зарядку аккумулятора. Если напряжение аккумулятора ниже 12 В, то схема автоматически заряжает аккумулятор.

Схема автоматического зарядного устройства 12 В Принципиальная схема автоматического зарядного устройства

Эта схема автоматического зарядного устройства в основном состоит из двух частей — секции источника питания и секции сравнения нагрузок.

Основное напряжение питания 230 В, 50 Гц подключено к первичной обмотке центрального ответвительного трансформатора для понижения напряжения до 15–0–15 В.

Выход трансформатора подключен к диодам D1, D2. Здесь диоды D1, D2 используются для преобразования низкого переменного напряжения в пульсирующее постоянное напряжение. Этот процесс также называется исправлением. Пульсирующее напряжение постоянного тока подается на конденсатор емкостью 470 мкФ для устранения пульсаций переменного тока.

Таким образом на выходе конденсатора нерегулируется постоянное напряжение. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока теперь подается на регулятор переменного напряжения LM317 для обеспечения регулируемого напряжения постоянного тока.

Выходное напряжение этого регулятора напряжения изменяется от 1.2–37 В, а максимальный выходной ток этой ИС составляет 1,5 А. Выходное напряжение этого регулятора напряжения изменяется путем изменения потенциометра 10 кОм, который подключен к регулировочному выводу LM317.

[Также читайте: Как сделать регулируемый таймер]

Выход регулятора напряжения Lm317 подается на батарею через диод D5 и резистор R5. Здесь диод D5 используется для предотвращения разряда батареи при отключении основного питания.

При полной зарядке аккумулятора стабилитрон D6, подключенный в обратном направлении, проводит ток.Теперь база транзистора BD139 NPN получает ток через стабилитрон, так что полный ток заземлен.

В этой схеме зеленый светодиод используется для индикации заряда аккумулятора. Резистор R3 используется для защиты зеленого светодиода от высокого напряжения.

Выходное видео:

Принцип схемы

Если напряжение батареи ниже 12 В, то ток от микросхемы LM317 протекает через резистор R5 и диод D5 в батарею. В это время стабилитрон D6 не будет проводить, потому что аккумулятор забирает весь ток для зарядки.

Когда напряжение батареи повышается до 13,5 В, ток в батарею прекращается, и стабилитрон получает достаточное напряжение пробоя и пропускает ток через него.

Теперь база транзистора получает ток, достаточный для включения, так что выходной ток регулятора напряжения LM317 заземляется через транзистор Q1. В результате красный светодиод показывает полный заряд.

Настройки зарядного устройства

Выходное напряжение зарядного устройства должно быть меньше 1.5 раз аккумулятор и ток зарядного устройства должен составлять 10% от тока аккумулятора. Зарядное устройство должно иметь защиту от перенапряжения, защиту от короткого замыкания и защиту от обратной полярности.

ПРИМЕЧАНИЕ : Также получите представление о том, как построить схему индикатора уровня заряда аккумулятора?

2. Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

Принципиальная схема

В этом проекте упоминается схема автоматического зарядного устройства для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов.Это схема импульсного типа зарядного устройства, которая помогает продлить срок службы батарей. Работа этой схемы объясняется ниже.

LM317 действует как регулятор напряжения и устройство контроля тока. Стабилитрон 15 В используется для настройки LM317 на подачу напряжения 16,2 В на выходе при отсутствии нагрузки. Когда 2N4401 включен выходом 555, вывод ADJ LM317 заземлен, и его выходное напряжение составляет 1,3 В.

LM358 действует как компаратор и повторитель напряжения. LM336 используется для подачи опорного напряжения 2.5 В на неинвертирующую клемму (контакт 3) LM358. Сеть делителя напряжения используется для подачи части напряжения батареи на инвертирующий вывод (вывод 2) LM358.

Когда заряд аккумулятора достигает 14,5 В, входной сигнал инвертирующего терминала LM358 немного больше 2,5 В на контакте 3, установленном LM336. Это повысит выход 555.

В результате горит красный светодиод и транзистор включается. Это приведет к заземлению вывода ADJ на LM317, и его выход упадет до 1,3 В.

Когда заряд аккумулятора падает ниже 13.8 В, выход LM358 высокий, а выход 555 низкий. В результате напряжение течет от LM317 к аккумулятору, и зеленый светодиодный индикатор светится, указывая на зарядку.

[Связанное сообщение — Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов с использованием LM317]

3. Зарядное устройство с использованием SCR

В этом проекте реализована схема автоматического зарядного устройства с использованием SCR. Его можно использовать для зарядки аккумуляторов 12 В. Батареи с разными потенциалами, например, 6 В и 9 В, также можно заряжать, выбрав соответствующие компоненты.Схема работы следующая.

Источник переменного тока преобразуется в 15 В постоянного тока с помощью трансформатора и мостового выпрямителя, и загорается зеленый светодиод. Выход постоянного тока представляет собой пульсирующий постоянный ток, поскольку после выпрямителя нет фильтра.

Это важно, поскольку тиристор перестает проводить ток, только когда напряжение питания равно 0 или когда он отключен от источника питания, и это возможно только при пульсирующем постоянном токе.

Первоначально SCR1 начинает проводить, поскольку он получает напряжение затвора через R2 и D5.Когда SCR1 является проводящим, через аккумулятор проходит 15 В постоянного тока, и аккумулятор начинает заряжаться. Когда аккумулятор почти полностью заряжен, он препятствует прохождению тока, и ток начинает течь через R5.

Это фильтруется с помощью C1, и когда потенциал достигает 6,8 В, стабилитрон ZD1 начинает проводить и подает напряжение затвора на SCR2, достаточное для его включения.

В результате ток протекает через SCR2 через R2, и SCR1 отключается, так как напряжение затвора и напряжение питания отключены.Красный светодиод горит, указывая на полную зарядку аккумулятора.

Знать, как спроектировать схему автоматического отключения и автоматической зарядки аккумулятора с помощью SCR.

Схема зарядного устройства 12 В с использованием LM317 (источник питания 12 В)

Большинство наших электронных проектов работают от свинцово-кислотных аккумуляторов, в этом проекте давайте обсудим , как перезарядить этот свинцово-кислотный аккумулятор с помощью простой схемы , который можно легко понять и построить не выходя из дома.Этот проект избавит вас от вложений в зарядное устройство и поможет продлить срок службы аккумулятора. Итак, приступим !!!!

Давайте начнем с понимания нескольких основных вещей о свинцово-кислотной батарее , чтобы мы могли построить наше зарядное устройство более эффективно. Большинство свинцово-кислотных аккумуляторов на рынке — это аккумуляторы на 12 В. Ач (ампер-часы) каждой батареи может варьироваться в зависимости от требуемой емкости, например, батарея на 7 Ач сможет обеспечить 1 ампер в течение 7 часов (1 ампер * 7 часов = 7 Ач).Теперь после полной разрядки процент заряда батареи должен быть около 10,5, это время для нас, чтобы зарядить наши батареи. Зарядный ток аккумулятора рекомендуется составлять 1/10 от номинала аккумулятора в ампер-часах. Таким образом, для аккумулятора емкостью 7 Ач зарядный ток должен составлять около 0,7 А. Сила тока, превышающая указанную, может повредить аккумулятор и сократить срок его службы. Учитывая это, небольшое самодельное зарядное устройство сможет обеспечить вам переменное напряжение и переменный ток .Сила тока может быть отрегулирована в зависимости от текущего номинала батареи в Ач.

Эта схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов также может использоваться для зарядки ваших мобильных телефонов после регулировки напряжения и тока в соответствии с мобильным телефоном с помощью POT. Эта схема обеспечивает источник питания регулируемого постоянного тока от сети переменного тока и будет работать как адаптер переменного тока в постоянный; Ранее я создал регулируемый источник питания с высоким выходным током и напряжением.

Требуется компонентов:

• Трансформатор 12В 1А
• Микросхема LM317 (2)
• Диодный мост W005
• Соединительная клеммная колодка (2)
• Конденсатор 1000 мкФ, 1 мкФ
• Конденсатор 0.1 мкФ (5)
• Резистор переменный 100Р
• Резистор 1к (5)
• Резистор 10к
• Диод- Nn007 (3)
• LM358 — Операционный усилитель
• 0.05R — Шунтирующий резистор / провод
• LCD-16 * 2 (опционально)
• Arduino Nano (опционально)

Описание цепи:

Полная схема этой цепи зарядного устройства показана ниже:

Основная задача цепи питания 12 В — регулировать напряжение и ток батареи, чтобы ее можно было заряжать наилучшим образом.Для этой цели мы использовали две микросхемы LM317 , одна используется для управления напряжением, а другая — для ограничения тока. Здесь, в нашей схеме, IC U1 используется для управления током, а IC U3 используется для управления напряжением. Я настоятельно рекомендую вам прочитать техническое описание LM317 и разобраться в нем, чтобы оно пригодилось при тестировании аналогичных проектов, поскольку LM317 является наиболее часто используемым регулятором переменных.

Цепь регулятора напряжения:

Простая схема регулятора напряжения , , взятая из таблицы данных LM317, показана на рисунке выше.Здесь выходное напряжение определяется номиналами резисторов R1 и R2, в нашем случае резистор R2 используется в качестве переменного резистора для управления выходным напряжением. Формулы для расчета выходного напряжения: Ввых. = 1,25 (1 + R2 / R1). Используя эту формулу, выбирается значение сопротивления 1K (R8) и 10K — pot (RV2). Вы также можете использовать этот калькулятор LM317 для расчета значения R2.

Цепь ограничителя тока:

Схема ограничителя тока , , взятая из таблицы данных LM317, показана на рисунке выше; это простая схема, которую можно использовать для ограничения тока в нашей цепи на основе значения сопротивления R1.Формулы для расчета выходного тока: Iout = 1,2 / R1. На основе этих формул значение банка RV1 выбрано как 100R.

Следовательно, для управления током и напряжением используются два потенциометра RV1 и RV2 соответственно, как показано на схемах выше. LM317 питается от диодного моста; сам диодный мост подключен к трансформатору через разъем P1. Номинал трансформатора 12В 1 Ампер. Одной этой схемы достаточно, чтобы создать простую схему, но с помощью нескольких дополнительных настроек мы можем контролировать ток и напряжение нашего зарядного устройства на ЖК-дисплее, что объясняется ниже.

Отображение напряжения и тока на ЖК-дисплее с использованием Arduino:

С помощью Arduino Nano и ЖК-дисплея (16 * 2) мы можем отображать значения напряжения и тока нашего зарядного устройства . Но как мы можем это сделать !!

Arduino Nano — это рабочий микроконтроллер с напряжением 5 В, все, что выше 5 В, убьет его. Но наше зарядное устройство работает от 12 В, поэтому с помощью схемы делителя напряжения значение (0-14) Вольт преобразуется в (0-5) В с помощью резистора R1 (1k) и R2 (500R), аналогично тому, как это делалось ранее в цепи регулируемого источника питания 0-24 В, 3 А, для отображения напряжения на ЖК-дисплее с помощью Arduino Nano.

Для измерения тока мы используем шунтирующий резистор R4 очень низкого значения, чтобы создать падение напряжения на резисторе, как вы можете видеть на схеме ниже. Теперь, используя калькулятор закона Ом , мы можем рассчитать ток, проходящий через резистор, по формуле I = V / R.

В нашей схеме значение R4 составляет 0,05R, а максимальный ток, который может пройти через нашу схему, будет равен 1.2 Р . В нашем случае P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, что меньше четверти ватта. Но если вы не получите 0,05R или ваш текущий рейтинг выше, рассчитайте мощность соответственно. Теперь, если мы сможем измерить падение напряжения на резисторе R4, мы сможем рассчитать ток в цепи с помощью нашей Arduino. Но это падение напряжения очень минимально, чтобы наш Arduino мог его прочитать. Следовательно, схема усилителя построена с использованием операционного усилителя LM358, как показано на рисунке выше, выходной сигнал этого операционного усилителя подается на наш Arduino через цепь R-C для измерения тока и отображения на ЖК-дисплее.

После того, как мы определим нашу ценность компонентов в нашей схеме, всегда рекомендуется использовать программное обеспечение для моделирования, чтобы проверить наши значения, прежде чем мы продолжим работу с нашим фактическим оборудованием. Здесь я использовал Proteus 8 для моделирования схемы , как показано ниже. Вы можете запустить моделирование, используя файл (12V_charger.pdsprj), указанный в этом zip-файле.

Создание зарядного устройства:

Когда вы будете готовы со схемой, вы можете приступить к сборке зарядного устройства, вы можете либо использовать плату Perf для этого проекта, либо построить свою собственную печатную плату.Я использовал печатную плату, печатная плата была создана с использованием KICAD. KICAD — это программа с открытым исходным кодом для проектирования печатных плат, которую можно бесплатно загрузить в Интернете. Если вы не знакомы с проектированием печатных плат, не беспокойтесь !!!. Я приложил Gerber и другие файлы для печати (скачать здесь), которые можно передать местному производителю печатной платы, и ваша плата может быть изготовлена. Вы также можете увидеть, как ваша печатная плата будет выглядеть после изготовления, загрузив эти файлы Gerber (zip-файл) в любую программу просмотра Gerber Viewer. Дизайн печатной платы нашего зарядного устройства показан ниже.

После изготовления печатной платы, соберите и припаяйте компоненты на основе значений, указанных на схемах, для вашего удобства спецификация (спецификация материалов) также прилагается в zip-файле, приведенном выше, чтобы вы могли приобрести и собрать их с легкостью. После сборки наше зарядное устройство должно выглядеть примерно так ….

Тестирование зарядного устройства:

Теперь пришло время протестировать наше зарядное устройство. Для работы зарядного устройства не требуется Arduino и ЖК-дисплей. .Они используются только для мониторинга. Вы можете установить их с помощью Bergstick, как показано выше, чтобы вы могли удалить их, когда они вам понадобятся для другого проекта.

Для тестирования снимите Arduino и подключите трансформатор, теперь отрегулируйте выходное напряжение до требуемого значения с помощью POT RV2. Проверьте напряжение с помощью мультиметра и подключите его к батарее, как показано ниже. Вот и работает наше зарядное устройство.

Теперь перед мы подключаем наш тестовый Arduino входящее напряжение к нашим выводам A0 и A1 Arduino Nano, оно не должно превышать 5 В, если выходная цепь работает правильно.Если все в порядке, подключите Arduino к ЖК-дисплею. Используйте приведенную ниже программу для загрузки в ваш Arduino. Эта программа будет просто отображать значение напряжения и тока нашего зарядного устройства, мы можем использовать это, чтобы установить наше напряжение и контролировать, правильно ли заряжается наша батарея. Посмотрите видео , приведенное ниже.

Если все работает, как ожидалось, вы должны получить дисплей на ЖК-дисплее, как показано на предыдущих рисунках. Теперь все готово, все, что нам нужно сделать, это подключить наше зарядное устройство к любой батарее 12 В и зарядить ее, используя предпочтительное напряжение и ток.То же зарядное устройство также можно использовать для зарядки вашего мобильного телефона, но перед подключением проверьте номинальные ток и напряжение, необходимые для зарядки мобильного телефона. Вам также необходимо подключить к нашей цепи USB-кабель для зарядки сотового телефона.

Если у вас есть сомнения, пожалуйста, используйте раздел комментариев. Мы всегда готовы Вам помочь !!

С УЧЕНИЕМ !!!!

Используемое реле телефона, регуляторы LM317, зарядное устройство для лития

LM317T Регулятор переменного напряжения

LM317T — регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения. способен поставить более 1.5 ампер в диапазоне выходной мощности От 1,25 до 37 вольт. Устройство также имеет встроенное ограничение тока и тепловое отключение, что делает его устойчивым к выбросу.

Выходное напряжение устанавливается двумя резисторами R1 и R2, подключенными, как показано ниже. Напряжение на R1 составляет постоянное 1,25 В, а клемма регулировки ток меньше 100uA. Выходное напряжение может быть близко приблизительно от Vout = 1,25 * (1+ (R2 / R1)), который игнорирует клемму настройки ток », но будет близок, если ток через R1 и R2 во много раз больше.Требуется минимальная нагрузка около 10 мА, поэтому значение R1 может должно быть выбрано падение 1,25 В при 10 мА или 120 Ом. Что-то меньшее, чем 120 Ом можно использовать для обеспечения минимального тока более 10 мА. В приведенном ниже примере показан LM317, используемый в качестве регулятора на 13,6 В. 988 Резистор для R2 можно получить стандартным 910 и 75 Ом последовательно.

При отключении питания регулятора выходное напряжение должно упасть. быстрее, чем ввод.В противном случае диод можно подключить через клеммы входа / выхода для защиты регулятора от возможного обратного напряжения. Танталовый конденсатор емкостью 1 мкФ или электролитический конденсатор емкостью 25 мкФ на выходе. улучшает переходную характеристику, а небольшой танталовый конденсатор емкостью 0,1 мкФ рекомендуется на входе, если регулятор расположен на значительном расстояние от фильтра блока питания. Силовой трансформатор должен быть достаточно большой, чтобы входное напряжение регулятора оставалось 3 вольта выше выхода при полной нагрузке, или 16.6 вольт для выхода 13,6 вольт.

LM317 Лист данных

Меню

---

LM317T Регулятор напряжения с проходным транзистором

Выходной ток LM317T можно увеличить, используя дополнительную мощность. транзистор, чтобы разделить часть общего тока. Количество тока разделение устанавливается резистором, включенным последовательно с входом 317. и резистор, включенный последовательно с эмиттером проходного транзистора.На рисунке ниже проходной транзистор начнет проводить ток, когда Ток LM317 достигает примерно 1 А из-за падения напряжения на 0,7 резистор ом. Ограничение тока происходит примерно на 2 ампера для LM317, который упадет примерно на 1,4 В на резисторе 0,7 Ом и создаст 700 Ом. падение милливольт на эмиттерном резисторе 0,3 Ом. Таким образом, полный ток ограничено примерно 2+ (0,7 / 0,3) = 4,3 ампер. Входное напряжение должно быть быть примерно на 5,5 вольт больше, чем выходное напряжение при полной нагрузке и тепловыделении при полной нагрузке будет около 23 Вт, поэтому достаточно большой радиатор может быть нужен как для регулятора, так и для проходного транзистора.Размер конденсатора фильтра можно аппроксимировать из C = IT / E, где I — ток, T — полупериод. время (8,33 мс при 60 Гц), а E — падение напряжения, которое произойдет в течение одного полупериода. Чтобы напряжение пульсации не превышало 1 В при 4,3 ампер, необходим фильтрующий конденсатор на 36000 мкФ или больше. Сила трансформатор должен быть достаточно большим, чтобы максимальное входное напряжение регулятор остается на 5,5 вольт выше выходного при полной нагрузке или на 17,5 вольт для выхода 12 В.Это допускает падение напряжения на регуляторе на 3 В, плюс падение 1,5 В на последовательном резисторе (0,7 Ом) и 1 В пульсации, создаваемой конденсатором фильтра. Конденсатор фильтра большего размера будет снизить требования к вводу, но ненамного.
Меню

---

Сильноточные регулируемые источники питания

В регуляторе высокого тока ниже используется дополнительная обмотка или отдельный трансформатор для питания регулятора LM317, чтобы проходные транзисторы могут работать ближе к насыщению и повышать эффективность.Для хорошего КПД напряжение на коллекторах два параллельных 2N3055 проход транзисторов должен быть близок к выходному напряжению. LM317 требует пара дополнительных вольт на входе плюс падение эмиттера / базы 3055, плюс все потери на уравнительных резисторах (0,1 Ом) (1 вольт при 10 ампер), поэтому отдельная цепь трансформатора и выпрямителя / фильтра напряжение на несколько вольт выше, чем выходное напряжение. LM317 будет обеспечить ток более 1 А для управления базами проходных транзисторов и предполагая усиление 10, комбинация должна выдавать 15 ампер или более.В LM317 всегда работает при разнице напряжений 1,2 между выходными клеммы и клеммы настройки и требует минимальной нагрузки 10 мА, поэтому был выбран резистор 75 Ом, который потребляет ток (1,2 / 75 = 16 мА). Это то же самое ток протекает через резистор эмиттера 2N3904, который производит падение напряжения около 1 В на резисторе 62 Ом и 1,7 В на базе. Выходное напряжение устанавливается делителем напряжения (1K / 560) так, чтобы 1,7 вольт подается на базу 3904, когда выход составляет 5 вольт.На 13 вольт При работе резистор 1 кОм можно отрегулировать примерно до 3,6 кОм. Регулятор не имеет защиты выхода от короткого замыкания, поэтому выход, вероятно, следует использовать предохранителем.
Меню

---

Простой регулируемый источник напряжения

Простой, но менее эффективный метод управления напряжением постоянного тока. заключается в использовании конфигурации делителя напряжения и транзисторного эмиттерного повторителя. На рисунке ниже показано использование потенциометра 1K для установки базового напряжения NPN-транзистор средней мощности.Коллектор NPN питает базу силовой транзистор PNP большего размера, который подает большую часть тока на нагрузку. Выходное напряжение будет примерно на 0,7 В ниже напряжения стеклоочистителя. потенциометра 1K, так что выход можно регулировать от 0 до полного напряжение минус 0,7 вольт. Использование двух транзисторов обеспечивает коэффициент усиления по току около 1000 или более, так что потребляется только пара миллиампер тока от делителя напряжения для подачи на выход пары ампер тока.Обратите внимание, что эта схема намного менее эффективна, чем диммер с таймером 555. схема, использующая подход переключения с переменным рабочим циклом. На рисунке ниже лампа на 25 Вт / 12 В потребляет около 2 А при 12 В и 1 А при 3 вольт, чтобы мощность, потерянная при тусклом свете лампы, была примерно (12-3 вольт * 1 ампер) = 9 ватт. Для предотвратить перегрев силового транзистора PNP. Мощность, потребляемая лампа будет только (3 вольта * 1 ампер) = 3 ватта что дает нам КПД составляет всего 25% при затемненной лампе.Преимущество схемы — это простота, а также то, что она не генерирует RF помехи, как это делает импульсный регулятор. Схема может быть использована как регулятор напряжения, если входное напряжение остается постоянным, но не будет компенсировать изменения на входе, как это делает LM317.
Меню

---

Зарядное устройство для 2-элементных литий-ионных аккумуляторов

Эта схема была построена для зарядки пары литиевых ячеек (3,6 В каждый, 1 Ампер-час), установленный в переносной транзисторный радиоприемник.

Зарядное устройство работает путем подачи короткого импульса тока через серию резистора, а затем отслеживая напряжение батареи, чтобы определить, есть ли другой требуется пульс. Ток можно отрегулировать, изменив последовательный резистор. или регулировка входного напряжения. Когда батарея разряжена, ток импульсы расположены близко друг к другу, так что постоянный ток настоящее время. Когда аккумуляторы полностью заряжены, импульсы разнесены. дальше друг от друга, и состояние полного заряда отображается светодиодом мигает медленнее.

TL431, опорное напряжение запрещенной зоны (2,5 В) используется на выводе 6 компаратора. поэтому выход компаратора переключится на низкий уровень, срабатывая таймер 555, когда напряжение на выводе 7 меньше 2,5 вольт. Выход 555 включается 2 транзистора и батареи заряжаются примерно 30 миллисекунд. Когда импульс заряда заканчивается, напряжение батареи измеряется и делится. вниз комбинацией резисторов 20 кОм, 8,2 кОм и 620 Ом, поэтому, когда Напряжение аккумулятора достигает 8.2 вольта, вход на выводе 7 компаратора поднимется чуть выше 2,5 вольт, и цепь перестанет заряжаться.

Схема может использоваться для зарядки других типов батарей, таких как как Ni-Cad, NiMh или свинцово-кислотный, но напряжение отключения должно быть можно отрегулировать, заменив резисторы 8,2 кОм и 620 Ом так, чтобы на входе компаратора остается 2,5 вольта, когда клемма аккумуляторной батареи напряжение достигнуто.

Например, чтобы зарядить свинцово-кислотную батарею на 6 В до предела 7 В, ток через резистор 20K будет (7-2.5) / 20К = 225 мкА. Это означает комбинацию двух других резисторов (8,2 кОм и 620). должно быть R = E / I = 2,5 / 225 мкА = 11111 Ом. Но это не стандартное значение, так что вы можете использовать 10K последовательно с 1,1K или другими значениями, которые всего 11.11K

Будьте осторожны, чтобы не перезарядить батареи. Я бы рекомендовал использовать большой конденсатор вместо батареи для проверки цепи и убедитесь, что он отключается при правильном напряжении.

Меню

---

Зарядное устройство для одно- или двухэлементных литий-ионных аккумуляторов

Еще одна идея зарядного устройства — использовать регулируемый блок питания. для полного заряда аккумулятора и резистор для ограничения тока.Он не обеспечивает постоянный ток и требует примерно на 30% больше заряда. время, или около 4 часов. Зарядное устройство постоянного тока может уменьшить это до 3 часов, но потребуется больше деталей.

Можно добавить светодиодный индикатор тока заряда, как показано в нижнем левом углу. чертежа. Светодиод гаснет, когда ток заряда меньше около 35 мА, а падение напряжения на резисторе 18 Ом составляет около 600 мВ или менее. Тестовый запуск потребовал 260 минут, чтобы светодиод погас, что должен указывать примерно 85% полной мощности, но не уверен.Более информацию можно найти по адресу:

Литий-ионная статья на Battery University.com

Напряжение Емкость Время зарядки Емкость с
                                        полная насыщенность
-------------------------------------------------- -------
3,8 60% 120 мин. 65%
3,9 70% 135 мин. 76%
4,0 75% 150 мин. 82%
4,1 80% 165 Мин. 87%
4.2 85% 180 мин. 100%
-------------------------------------------------- -------
 

Детали схемы:

Когда батарея разряжена, напряжение на опорном контакте TL431 будет меньше 2,5 вольт, что приведет к отключению TL431, увеличивая напряжение базы транзистора и ток заряда. Текущий ограничен до 300 мА резистором 18 Ом (двухэлементная установка). Когда батарея приближается к полной зарядке, контрольный вывод TL431 подходы 2.5 вольт, увеличивая ток TL431 и уменьшая напряжение базы транзистора и ток заряда. Использование 2-х ячеек (8,2 вольт, 1000 мАч), ток падает с 300 мА до примерно 100 мА при заряд достигает 75% емкости за 200 минут. Еще час необходимо довести заряд до 85% Обратите внимание, значение 4,1, а не 4.2 был выбран за чуть больший запас и меньшую нагрузку на аккумулятор при полной зарядке. Судя по приведенным выше данным, это всего лишь 5% емкости. потерян.Диод предотвращает обратное напряжение на переход э / б транзистора в случае подключения блока питания закорочены при подключенной батарее. Резистор 220 Ом был выбран для базового тока около 20 мА. Минимальное усиление транзистора — 30, поэтому 20 мА должны давать не менее 600 мА. Выходное напряжение холостого хода составляет установить с делителем напряжения на 4,1 или 8,2 вольт. Две перемычки используются для выбора желаемого ограничения напряжения и тока.

Например, чтобы зарядить одну литий-ионную батарею до 4,1 вольт, ток через резистор 10К будет
(4,1-2,5) / 10К = 160 мкА. Сериал Комбинация двух других резисторов должна составлять 2,5 / 160 мкА = 15625 Ом. Можно использовать 15K последовательно с 620, а 620 отрегулировать для компенсации для 15K немного больше или меньше. Я закончил 15K и 750, так как 15К было немного мало.

В случае с 2 ячейками (8,2 В) два дополнительных резистора добавляются параллельно. с 15625 (с помощью перемычки), чтобы увеличить выходное напряжение с 4.1 к 8.2. В итоге я получил 5,6 кОм последовательно с 430 Ом. 430 можно отрегулировать чтобы понять это правильно.

Вторая перемычка (через резистор 12 Ом) используется для поддержания примерно одинаковый ток заряда с одной или двумя ячейками операция. Обе перемычки устанавливаются на работу от 8,2 В и снимаются. для работы на 4,1 В. Примечание: на изображении печатной платы показаны два 5-ваттных Резисторы на 12 Ом.