Схема стабилизатора тока для зарядки аккумулятора

В этой статье пойдет речь о небольшой и простенькой приставке – стабилизаторе тока, для импульсного блока питания, предназначенного в прошлом для питания ЖКИ монитора. С ее помощью можно будет подзаряжать автомобильные аккумуляторы. Эта идея и просьба принадлежит одному из посетителей сайта.

Выходные данные блока питания можно увидеть на фотографии. Двадцать вольт на выходе при токе 3,25 А, это вполне достаточно не только для подзарядки, но и неспешной полной зарядки аккумуляторов.

А если убрать родной корпус, то улучшится тепловой режим платы ИИП, это даст возможность увеличить ток заряда. Схема стабилизатора тока представлена на рисунке 1.

Стабилизатор тока реализован на микросхеме LM317, отечественный аналог указан на схеме – КР142ЕН12А. Для увеличения тока заряда применен дополнительный транзистор структуры p-n-p, в данном случае, я испытывал схему с транзистором

КТ818Г.

Работа схемы

Аналогичный стабилизатор тока был описан в предыдущей статье «Зарядное устройство для гелиевых аккумуляторов на кр142ЕН12А». В данной статье меня попросили наиболее подробно описать алгоритм работы устройства. И так, схема работает следующим образом. На вход приставки подано напряжение, к выходу подключен заряжаемый аккумулятор. Через устройство начинает течь ток заряда. На резисторе R1, при прохождении тока происходит падение напряжения, равное Iзаряда • R1. Как только это падение напряжения, приложенное к переходу база – эмиттер транзистора VT1, превысит порог в 0,7 вольта, мощный транзистор начнет открываться и весь основной ток заряда, будет течь через переход коллектор – эмиттер этого транзистора. Далее сумма токов, протекающих через регулирующую микросхему и транзистор, будет протекать через резистор R2, от величины которого зависит максимально возможный зарядный ток, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. На резисторе R2 также создается падение напряжения, которое приложено между выводами 2 и 1 данной микросхемы, т.е. между выходом и управляющим выводами. В данной микросхеме имеется ИОН с величиной в 1,25 вольта естественно с небольшим разбросом этого параметра и все регулировки в ней происходят относительно этой величины. Таким образом, при увеличении падения напряжения на резисторе R2 выше напряжения ИОН – 1,25 В, микросхема отрабатывает таким образом, что ее выходной транзистор начинает закрываться, удерживая выходной ток схемы на определенном уровне. Ток стабилизации в этом случае будет равен Iст = 1,25/R2; Для нашей схемы – 1,25/0,39 ≈ 3,205А. У собранного мной макета схемы, максимальный ток был чуть меньше – 3,16 А. Например, для тока заряда 5А потребуется резистор с величиной сопротивления равной – 1,25 В/5 = 0,25 Ом.

Далее ток течет через диод VD1, так как падение напряжения на прямо смещенном переходе диода мало зависит от проходящего через него тока, то диод в нашем случае играет роль стабилизатора напряжения, часть которого через переменный резистор плюсуется к падению напряжения на резисторе R2. Таким образом, имея возможность изменять напряжение на управляющем выводе микросхемы относительно ее выхода, мы можем управлять величиной тока стабилизации. В моей схеме ток регулировался от 1,16 А до 3,16 А. Минимальный ток можно еще уменьшить, включив последовательно с диодом VD1, еще такой же диод. В этом случае минимальный ток будет равен примерно 0,1… 0,2 А.

Микросхема, транзистор и диод установлены на одном теплоотводе, через слюдяные прокладки. Так как элементов схемы совсем немного, то монтаж можно сделать навесным способом.

Транзистор можно применить любой с током коллектора не менее 8 А и более. Можно применить КТ825 или импортные транзисторы типа TIP107.

TIP107 datasheet

Диод тоже любой с прямым током 10А и более.

Вроде все. Успехов и удачи. К.В.Ю.

Чуть не забыл, чтобы не усложнять схему, вместо амперметра можно просто для переменного резистора сделать шкалу установки тока заряда.

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в

АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей
   кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции,

помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

1. dc-dc понижающий преобразователь.
2. Амперметр.
3. Диодный мост КВРС 5010.
4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
5. трансформатор ТС 180-2.
6. Предохранители.
7. Вилка для подключения к сети.
8. «Крокодилы» для подключения клемм.
9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

1 схема мощного ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и гелевых аккумуляторов использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В, берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Простой стабилизатор напряжения к зарядному устройству

Давно известно, что внутреннее оборудование автомобиля не заряжает полностью аккумуляторную батарею. Для подзарядки используется специальное устройство. Его выбор требует определённых знаний.
Автолюбителям, разбирающимся в радиотехнике, будет интересно познакомиться с простым стабилизатором напряжения, который с успехом используется в качестве зарядного устройства.

Выбираем зарядное устройство

Для качественной подзарядки аккумуляторной батареи требуются стабильные напряжение и ток.

Типовое зарядное устройство включает:

• узел питания. Предназначается для получения постоянного напряжения. С этой целью используется понижающий трансформатор или импульсное устройство с выпрямителем;
• узел стабилизации тока. Предназначается для поддержания с высокой точностью заданного значения тока зарядки.
По рекомендации изготовителей, зарядка производится током 1/10 величины ёмкости аккумуляторной батареи. К примеру, зарядный ток 6 А при ёмкости аккумулятора 60 А/ч;
• узел стабилизации напряжения. Предназначается для формирования стабилизированного и регулируемого напряжения.
Такое напряжение необходимо на заключительном этапе зарядки.
Рекомендуется начинать зарядку током до 50% ёмкости батареи, а затем устанавливать напряжение 14,5 В. Заряжается автомобильный аккумулятор до 14,4 В.

Популярностью у автолюбителей, прежде всего, пользуются несложные схемы стабилизации напряжения.

Выбираем схему стабилизатора напряжения

В зарубежной технической литературе опубликована простая схема стабилизации напряжения. Её использование для подзарядки аккумуляторов, показало высокую эффективность и надёжность.

Устройство собрано на полевом (MOSFET) транзисторе Q1, который выполняет функции регулирующего силового элемента. Схема рассчитана на работу с полупроводником IRLZ44N в ключевом режиме.
Устройство, в зависимости от установленного радиатора полевого транзистора, коммутирует токи до 10 А.

В качестве регулируемого стабилитрона U1 используется микросхема TL431.
Совместно с переменным резистором RV1 настраивается выходное напряжение схемы. Отечественным аналогом микросхемы считается стабилитрон КР142ЕН19А.

Электролиты C1 C2 C3 на 50 В являются сглаживающими элементами. Они обеспечивают устойчивую работу схемы.

На вход схемы подаётся напряжение от 6 до 50 В, а на выходе формируется требуемое напряжение от 3 до 27 В.
Минимальное напряжение 3 В определяется управляющим напряжением полевого транзистора.

Рассеиваемая мощность устройства не более 50 Вт.
Для отвода тепла полевой транзистор устанавливается на радиатор с площадью эквивалентной 0,02 м2.
Для улучшения теплоотвода применяется термопаста или резиновая подложка.

Соединительные провода подключаются к устройству с помощью двухполюсных колодок.

Печатная плата имеет следующий вид:

Собранное устройство, получается такого вида:

В общем, из недорогих и доступных радиодеталей собрано малогабаритное устройство с большими возможностями.
Кстати, некоторые детали взяты с компьютерного блока питания.
Желаем удачной сборки.

Автор; АКА КАСЬЯН

Регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов – незаменимая вещь, которая должна иметься у каждого автолюбителя, не зависимо от того, на сколько аккумулятор хорош, поскольку подводить он может в самую неудобную минуту.

Конструкции многочисленных зарядных устройств мы неоднократно рассматривали на страницах сайта. Зарядное устройство по идее ничто иное как блок питания со стабилизацией тока и напряжения. Работает просто – мы знаем, что напряжение заряженного автомобильного аккумулятора около 14-14,4 Вольт, на зарядном устройстве нужно выставить именно это напряжение, дальше выставить желаемый ток заряда, в случае кислотных стартерных АКБ это десятая часть емкости аккумулятора, например – аккумулятор 60 А/ч, заряжаем его током 6 Ампер.

Регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства

В итоге по мере заряда аккумулятора ток будет падать и со временем примет нулевое значение – как только аккумулятор заряжен. Такая система используется во всех зарядных устройствах, процесс заряда не нужно постоянно контролировать, поскольку все выходные параметры зарядного устройства стабильны и не зависят от перепадов сетевого напряжения.

Исходя из того становиться ясно, что для постройки зарядного устройства нужно иметь три узла.

1) Понижающий трансформатор либо импульсный источник питания плюс выпрямитель
2) Стабилизатор тока
3) Стабилизатор напряжения

С помощью последнего задается порог напряжения, до которого будет заряжаться аккумулятор и сегодня мы поговорим именно о стабилизаторе напряжения.

Система прсота до безобразия, всего 2 активных компонентов, минимальные затраты, ну а сборка займет не более 10 минут при наличии всех компонентов.

Что мы имеем . полевой транзистор в качестве силового элемента, регулируемый стабилитрон, который задает напряжение стабилизации, это напряжение можно выставить вручную, с помощью переменного (а лучше подстроечного, многооборотного) резистора 3,3кОм. На вход стабилизатора можно подавать напряжение до 50 Вольт, на выходе уже получаем стабильное напряжение нужного номинала.

Минимальное возможное напряжение 3Вольт (зависит от полевого транзистора) дело в том, что для того, чтобы полевой транзистор открылся на его затворе нужно иметь напряжение выше 3-х вольт (в некоторых случаях и больше) кроме полевых транзисторов, которые предназначены для работы в цепях с логическим уровнем управления.

Стабилизатор может коммутировать токи до 10 Ампер в зависимости от условий, в частности от типа полевого транзистора, от наличия радиатора и активного охлаждения.

Регулируемый стабилитрон TL431 популярная штука и встречается в любом компьютерном блоке питания, на нем построен контроль выходного напряжения, стоит рядом с оптопарой.

Разобрал одно из своих зарядных устройств, чтобы показать как выглядит стабилизатор, за качество монтажа строго судить не нужно, зарядник 2 года работает у друга без нареканий, делал его на скорую руку  особо не заморачивался.

И ещё хочу отметить один момент, если вы решили поменять масло в своём автомобиле, то хочу порекомендовать отличный торговый дом “Маслёнка”, который занимается именно в этом направлении. Заходите и выбирайте индустриальное масло, здесь нет подделок…

Похожие статьи:

Адаптивное зарядное устройство для аккумулятора

Предлагается изготовить зарядное устройство для аккумулятора, со стабилизацией тока, с регулировкой по току и напряжению на нагрузке. Диапазон применения обширен. Один из вариантов его применения рассмотрен на частном примере.

При изготовлении и установке блока автомагнитолы в домашней обстановке «Использование автомагнитолы в домашнем варианте» обнаружилась одна небольшая проблема. Она заключается в том, что при изготовлении магнитолы, энергонезависимая память еще не была широко распространена. А автопоиск станций уже использовался. Поэтому, для сохранения настроек в памяти приемника, требовалось дополнительное питание для ячеек памяти при выключенном приемнике. В автомобиле, это решалось постоянным подключением блока памяти к аккумулятору бортовой сети. При установке автомагнитолы в квартире, пришлось искать выход.

Использовать для питания ячеек памяти трехвольтовые батарейки, аналогично сохранения памяти в компьютере, не получается. Для питания блока памяти в автомагнитоле (согласно инструкции) требуется 3,1…3,5 вольта.

При установке аккумулятора, появляется своя проблема. Приходится следить за состоянием заряда аккумулятора и периодическим снятием его для подзарядки, что неудобно и не практично. Поэтому, на мой взгляд, проще, в изготовленный блок автомагнитолы стационарно установить аккумулятор, изготовить для него и установить там же зарядное устройство.

В итоге, задача сложилась следующим образом. Требуется изготовить зарядное устройство для аккумулятора, с регулировкой и стабилизацией тока, с ограничением по максимальному напряжению на аккумуляторе 3,6 вольта. Аккумулятор должен заряжаться автоматически и только при включении приемника, а поддерживать его память постоянно. Для исключения полного разряда или перезаряда, режимы зарядки должны приспосабливаться к степени разряда аккумулятора, т.е. зарядное устройство должно быть адаптивным (в меру возможности).

Схема зарядного устройства.

Схема зарядного устройства отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, в основе содержит два транзистора и регулируемый стабилитрон. Маломощный управляющий транзистор VT1 осуществляет функцию регулирования и стабилизации тока. Транзистор VT2 является силовым, по нему протекает основной ток заряда аккумулятора. Также, зарядное устройство содержит регулятор выходного напряжения на стабилитроне VD1.

Регулятор выходного напряжения

Основу регулятора напряжения определяет управляемый стабилитрон VD1 — TL431. Регулировка напряжения на TL431 производиться с помощью делителя напряжения R4, R5. Подбором номиналов этих резисторов добиваемся необходимого диапазона регулировки. Затем, изменяя сопротивление подстроечного резистора R4, до установки аккумулятора в зарядное устройство, выставляем предельное напряжение заряда (3,6V) на выходных контактах Х1 и Х2.

При подключении разряженного аккумулятора к зарядному устройству, напряжение на выходных контактах падает и аккумулятор начинает потреблять, установленный с помощью резистора R2 и ограниченный резистором R3 ток. При приближении напряжения аккумулятора, к заданному регулятором выходного напряжения, ток заряда будет уменьшаться и при достижении напряжения на аккумуляторе 3,6V зарядный ток будет практически нулевым.

Это происходит по следующей причине. Управляемый стабилитрон TL431 закрыт до тех пор, пока на его управляющем электроде имеется напряжение ниже 2,5V и при этом не влияет на работу зарядного устройства. При зарядке аккумулятора и приближении напряжения на нем, к ранее установленному регулятором выходному напряжению, потенциал на управляющем электроде достигает 2,5V и стабилитрон TL431 начинает открываться. В связи с этим, силовой транзистор VT2 начинает закрываться, а ток зарядки, протекающий по нему, будет постепенно уменьшаться практически до нуля.

Таким образом, мы ограничиваем максимальное напряжение на аккумуляторе до заданного и исключаем его перезаряд, переводя при этом зарядку в капельный режим (0,005С), который лишь поддерживает память и компенсирует саморазряд аккумулятора.

Стабилизатор тока

Стабилизатор тока поддерживает стабильный выходной ток для заряда аккумулятора при исключении влияния со стороны регулятора напряжения.

Работой стабилизатора тока управляет транзистор VT1. Предельную величину тока ограничивает резистор R3. Он представляет собой низкоомный резистор от 0,1 до 20 Ом (в зависимости от требуемой мощности зарядного устройства) и одновременно является датчиком тока. При подключении нагрузки, на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, пропорциональное проходящему току. Такого падения напряжения достаточно для работы управляющего транзистора VT1.

При увеличении тока, по каким либо причинам и соответствующего увеличения падения напряжения на R3, больше приоткрывается транзистор VT1. В связи с этим, силовой транзистор VT2 начинает закрываться, уменьшается и ток, проходящий по нему к аккумулятору.
При уменьшении тока через нагрузку все наоборот.

Таким образом, транзистор VT1 автоматически управляет силовым транзистором, корректируя ток протекающий по нему и нагрузке, так осуществляется процесс стабилизации тока.

На первом этапе заряд выполняется стабильным током (выбирается вручную). При достижении установленного напряжения на аккумуляторе (выбирается вручную) заряд продолжается при поддержании стабильного напряжения и уменьшающемся значении тока заряда.

Изменяя сопротивление резистора R2, возможно вручную установить необходимый ток зарядки аккумулятора.
Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора VT2, а также определяет рабочий ток стабилитрона VD1. Подбором R1 задают ток стабилитрона в пределах 5…10 mA.

Светодиоды в устройстве служат для визуальной сигнализации процесса заряда. Свечение светодиода LED1 сообщает о работе стабилизатора тока, а LED2 о работе регулятора напряжения.

В качестве управляющего (силового) NPN транзисторов можно применять как отечественные, так и импортные маломощные (средней мощности) транзисторы, с соответствующими характеристиками по току и напряжению. Силовой транзистор VT2 при больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в установке на радиатор. Диод VD2 защищает аккумулятор от разряда при выключенном приемнике и ЗУ. Выводы аккумулятора подключены к блоку памяти приемника.

Изготовление зарядного устройства

1. Выбор аккумулятора
Для питания блока памяти в автомагнитоле используем три последовательно соединенных NiMH аккумулятора с общим номинальным напряжением 3,6 вольта (1,2 х 3) и емкостью более 2,0 Ah. Разряд каждого элемента аккумулятора допускается до 0,9 вольта, а всей батареи до (0,9 х 3) 2,7 вольта. Полный заряд батареи возможен до (1,8 х 3) 5,4 вольта. Таким образом, установив регулятор напряжения зарядного устройства на 3,6 вольта, мы гарантированно исключим перезарядку батареи, даже не отключая ее от устройства.

По поводу полного разряда аккумуляторов также имеется некоторая защита. При напряжении питания 3,0 вольта, настройки автопоиска в приемнике теряются, что заметно при следующем включении. Минимальный заряд в батарее еще остается. В этом случае, работу устройства нужно подкорректировать. Для этого необходимо лишь несколько увеличить ток зарядки.

2. Сборка и проверка работы схемы
Подбираем детали согласно приведенной схеме. Собираем схему зарядного устройства на универсальной монтажной плате. Проверяем работу схемы, установив в качестве нагрузки элемент аккумулятора. Подбирая номиналы резисторов R4, R5, добиваемся возможности регулировки выходного напряжения во всем диапазоне. Установив всю батарею аккумуляторов, проверяем возможность и значения при регулировке зарядного тока. При номинале R3 согласно приведенной схеме, ток регулируется от 0 до 350 mA при выходном напряжении от 3,2 до 9 -11 вольт.

Из универсальной платы вырезаем и готовим под сборку рабочую плату.

3. Выполняем монтаж схемы на рабочую плату.
При наличии свободного места и для улучшения температурного режима работы деталей, можно выделить из схемы блок деталей имеющих большое тепловыделение. В данном случае это силовой транзистор на радиаторе и резистор R3 (составлен из двух параллельно включенных меньшей мощности). Эти детали собраны на отдельной дополнительной плате, установленной в стороне от ведущей платы. Остальные детали собраны на основной плате.

4. Окончательная сборка.
Собираем всю схему в рабочем варианте и проверяем работу собранного зарядного устройства.

Устанавливаем рабочую схему в ранее изготовленный блок автомагнитолы в домашнем варианте. Так как блок автомагнитолы установлен стационарно и его снятие трудоемкое занятие, ведущая плата устройства расположена в корпусе блока, около окна под кухонные часы. При извлечении из окна часов, на что необходимо 3 секунды, доступ к индикаторам работы и регулировке тока и напряжения свободен.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

зарядные устройства

                           СТАБИЛИЗАТОР ТОКА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ

Если в вашем хозяйстве есть какие — либо аккумуляторные батареи — вы можете самостоятельно изготовить простые стабилизаторы тока для их зарядки.

Рассмотрим сначала фабричное зарядное устройство типа «Электроника» ЗУ-05: 

Как видно из принципиальной схемы — это устройство собрано по так называемой бестрансформаторной схеме с реактивным сопротивлением (конденсаторы С1 и С2). Данное устройство предназначено для заряда от 1 до 4 аккумуляторов стабильным током 130 миллиампер. Если исключить из схемы один из реактивных конденсаторов — ток заряда уменьшится в два раза и составит 65 миллиампер. Аккумуляторы подключаются параллельно стабилитронам с соблюдением полярности. Отдельно следует сказать о стабилитронах. Эти стабилитроны служат эквивалентами аккумуляторных элементов для того, чтобы можно было заряжать одновременно от 1 до 4 элементов без использования переключателя. Когда элемент вставлен в ЗУ — на нем падает некоторое напряжение (зависит от степени заряда аккумулятора), которое может колебаться от 0,8 до 1,5 вольт (меньшее значение — при разряженном аккумуляторе, большее — при полностью заряженном). Это напряжение меньше, чем напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон закрыт. Если в ячейку не вставлен аккумулятор — стабилитрон открывается и пропускает ток. В данной схеме следует применять конденсаторы, рассчитанные на использование в цепях переменного тока (в заводском варианте применены конденсаторы типа К73-17С на рабочее напряжение 250 вольт). Если на место этих конденсаторов ставить конденсаторы, рассчитанные на постоянное напряжение — минимальное рабочее напряжение этих конденсаторов следует выбирать не менее 600 вольт. Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов после отключения ЗУ от сети и на работу устройства не влияет. Его номинал может быть от 300 до 820 килоом. Резистор R2 должен иметь мощность рассеяния не менее 1 ватта. Этот резистор обеспечивает питание индикаторного светодиода. Свечение этого светодиода говорит о том, что через аккумуляторы течет ток зарядки…

Перед включением зарядного устройства в сеть — подключите аккумуляторные элементы!  Эксплуатируя данное устройство следует помнить, что его выходные клеммы имеют электрический контакт с сетью. Нельзя касаться во время работы ЗУ к его выходных клеммам  — можно получить удар электрическим током!

Схема более сложного зарядного устройства приведена ниже: 

Стабилизатор представляет собой простое устройство для поддержания стабильного тока на выходе.

Рассмотрим подробно работу стабилизатора: Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора. Со вторичной обмотки снимается низкое напряжение для питания устройства. Напряжение выпрямляется при помощи диодного моста. Пульсации сглаживаются при помощи конденсатора С1. На элементах R1-VD1 собран стабилизатор напряжения для питания базовой цепи транзистора. При помощи переменного резистора R2 можно регулировать ток стабилизации. При подаче на базу транзистора определенного напряжения — на эмиттере транзистора появляется напряжение, практически равное напряжению смещения на базу (на самом деле напряжение на эмиттере будет несколько ниже — на величину падения на переходе База-Эмиттер). Это напряжение будет оставаться неизменным несмотря на изменение сопротивления в цепи коллектора транзистора (любой источник тока — аккумулятор или гальванический элемент — обладает определенным внутренним сопротивлением, поэтому его можно рассматривать в данной схеме, как сопротивление нагрузки в коллекторной цепи транзистора). По мере заряда аккумулятора  — его внутреннее сопротивление уменьшается, что может привести к значительному увеличению зарядного тока, если не предусмотреть мер по стабилизации тока.

Максимальный ток, который можно получить от такого стабилизатора — зависит от сопротивления резистора R3 в эмиттерной цепи и от напряжения на базе транзистора. Напряжение на базе транзистора в данном случае ограничено при помощи стабилизатора напряжения и не может быть более 3,3 вольта. Резистор в эмиттерной цепи выбран номиналом в 33 ома. Исходя из этих данных — максимальный зарядный ток не может быть более I = U/R  , то есть не более 3,3-0,7(падение напряжения на переходе транзистора)/33 = 78 миллиампер.

О деталях: трансформатор использован готовый — типа ТВК-110Л от лампового черно-белого телевизора. Он имеет три обмотки. Для наших целей нужно использовать обмотку с максимальным сопротивлением (сетевая обмотка) и намотанную толстым проводом (вторичная обмотка). На вторичной обмотке после выпрямления получаем напряжение около 20 вольт, поэтому рабочее напряжение конденсатора С1 должно быть не менее 25 вольт. Емкость этого конденсатора может быть в пределах 200…1000 микрофарад. Вместо стабилитрона КС133А можно применить КС433А. Не стоит использовать стеклянные стабилитроны (с буквой «Г») — режим работы этой детали довольно жесткий — стеклянный стабилитрон может выйти из строя от перегрева. Переменный резистор может быть любого типа, номиналом от 750 ом до 3,3 килоом. Транзистор можно заменить на КТ829. Транзистор обязательно должен быть снабжён пластиной — теплоотводом, площадью не менее 50 квадратных сантиметров. В качестве теплоотвода можно применить медную или алюминиевую пластинку с размерами не менее, чем 5 на 5 сантиметров и толщиной не менее 1 миллиметра. Для уменьшения габаритов теплоотвода — пластинку можно согнуть, например в виде П-образной скобки. Здесь можно использовать и готовый теплоотвод промышленного производства с соответствующей площадью поверхности. Очень удобен  такой вариант, когда задняя стенка корпуса ЗУ изготовлена из металла и является теплоотводом для транзистора (только желательно в этом случае крепить транзистор к теплоотводу через изоляционную пластинку, например из слюды). Резистор R3 должен быть рассчитан на мощность рассеяния не менее 2 ватт. Приблизительно можно подсчитать мощность рассеивающуюся на этом резисторе по формуле P= U*I (падение напряжения на резисторе, умноженное на протекающий в его цепи ток), то есть 3,3(вольта)*0,1(ампера) = 0,33 (ватта). На самом деле, казалось бы, что можно применить резистор с мощностью 0,5 ватта, но при этом температура корпуса резистора будет более 100 градусов, что приведет к нагреву всего блока и, в конечном счете, к понижению надежности всей схемы. Вместо диодного моста можно применить четыре отдельных диода на выпрямленный ток не менее 100 миллиампер, например типа КД105, КД208, Д226 и т.п. Измерительного прибора (А) может и не быть, если на ось переменного резистора надеть ручку — «клювик»  и произвести предварительно градуировку, используя, например, цифровой миллиамперметр типа DT830. Можно также изготовить стабилизатор тока на несколько фиксированных значений, равных 1/10 от ёмкости имеющихся у вас аккумуляторов, но тогда переменный резистор удобнее  заменить подстроечным и вместо резистора R3 использовать несколько штук, произведя предварительно их расчёт на требуемые величины тока стабилизации. Переключать резисторы (во избежании порчи транзистора) нужно так называемым «безобрывным» переключением, фрагмент схемы которого приведён ниже.  Вторую секцию переключателя в данном варианте удобно использовать и для коммутации сетевого напряжения (попросту говоря — использовать в режиме выключателя). 

Окончательно ток стабилизации подстраиваем при помощи резистора в цепи базы на одном из режимов. Точность поддержания тока на остальных режимах будет зависеть от точности выбора соответствующих резисторов.

Для стабилизации тока зарядки вполне можно использовать и микросхемы-стабилизаторы напряжения. Для примера ниже показана схема простого стабилизатора тока на микросхеме КР142ЕН12:

В данной схеме величина сопротивления резистора зависит от тока стабилизации схемы. Примерно величину этого резистора можно подсчитать по формуле (ВАЖНО! Сопротивление получим в Килоомах!!!).

Где In -ток нагрузки в Миллиамперах, 1,2 минимальное напряжение стабилизации данной микросхемы. Если использовать в качестве микросхемы, например 5-вольтовую КРЕН-ку, следует в формуле соответственно изменить данный коэффициент.

Данную схему удобно применить для питания мощных светодиодов… Только не следует забывать об эффективном теплоотводе от корпуса микросхемы, так как микросхема при работе существенно греется… Кстати — для приобретения теплоотводов могу порекомендовать неплохой Китайский сайт www.tinydeal.com  — здесь вы сможете найти недорогие  (правда и небольшие!) теплоотводы и другую полезную мелочь. Сайт работает с клиентами всего Мира, зарегистрированными в системе PayPal. Если вы испытываете затруднения с приобретением товаров на этом сайте — пишите мне на мой е-мэйл и я постараюсь вам помочь. В своей «помощи» я использую только предоплату и платежную систему QIWI. Имейте это ввиду (а также некоторый процент, получамый мною за посредничество).

Несколько слов об «малоомных» резисторах. Их можно получить либо из провода с высоким удельным сопротивлением (например — Нихром), либо путем параллельного соединения нескольких с большими номиналами. Если взять, к примеру, несколько «одноомных» резисторов и включить их в параллель, то получим общее сопротивление в N  раз меньшее, чем у первоисточников… Для примера: Имеем 5 резисторов по 15 Ом, включаем из в парралель  — получаем резистор с номиналом 15/5=3 Ома. При этом еще и суммируется максимальная мощность, которую можно рассеять на этих резисторах…

Для зарядки маломощных аккумуляторов также можно использовать и нетрадиционные источники энергии. Об использовании энергии солнца мы уже с вами беседовали (смотри ссылку). Также возможно использование «бесплатной» природной энергии ветра и воды…

Если задуматься —  для зарядки аккумуляторов можно использовать обычную радиотрансляционную сеть! Простейшая схема такого «девайса»  показана ниже:

Схема представляет собой двухполупериодный выпрямитель, нагруженный на батарею из четырех никель-кадмиевых аккумуляторов. Для исключения перезарядки аккумуляторов в качестве первого диода применен стабилитрон. В качестве второго диода использован светодиод — он также служит и для индикации режима заряда. Конденсатор в данной схеме должен быть на рабочее напряжение не менее 100 (лучше на 200) вольт!

Рисунок печатной платки приведен ниже:

Позже я расскажу вам, как использовать данный принцип в трансляционной радиоточке для приема радиостанции «Маяк».

Зарядное со стабилизацией тока | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 25 декабря, 2013

     Эта статья является ответом на вопрос одного из посетителей сайта. Схема зарядного устройства для аккумуляторов приведена на рисунке 1.

     Вообще схема является одной из типовых схем включения трехвыводного, регулируемого интегрального стабилизатора положительного напряжения LM317, российский аналог — КР142ЕН12А.

     Схема работает следующим образом. При небольшом токе, протекающем через сопротивление нагрузки, схема ведет себя, как обычный стабилизатор напряжения, выходное напряжение, которого выставляется резистором R3. Сопротивление данного резистора можно рассчитать по приведенным формулам. При уменьшении сопротивления нагрузки, т.е. увеличении тока, протекающего через микросхему, увеличивается падение напряжения на резисторе R1. Когда напряжение на этом резисторе приблизится в напряжению открывания транзистора VT2, это примерно, где то 0,6 В, через последний начнет протекать часть тока нагрузки. Это значит, что после определенной величины нагрузочного тока, весь основной ток примет на себя мощный транзистор. Максимальный ток стабилизатора в данном случае будет ограничиваться максимальным током коллектора примененного транзистора. Но в схеме есть система ограничения тока, состоящая из транзистора VT1 и резистора R2. В данном случае резистор R2 является датчиком тока и от его величины будет зависеть уровень его ограничения. Схема ограничения тока работает следующим образом. Допустим, по какой-то причине увеличился ток, протекающий через транзистор VT2, увеличилось и падение напряжения на резисторе R2 – датчике тока. Когда это напряжение достигнет примерно опять-таки же 0,6 В, начнет открываться транзистор VT1 и собой шунтировать переход база-эмиттер транзистора VT2, уменьшая тем самым его ток коллектора. Наступает режим ограничения тока. При сопротивлении резистора R2 0,1 Ом и учитывая, что для открывания кремниевых транзисторов необходимо напряжение примерно 0,6 В, получим, что ограничение тока наступит примерно на уровне 6 А. I = U/R = 0,6/0,1 = 6.
Недостатком этой схемы является невозможность плавной регулировки выходного стабильного тока, но если это зарядное будет использоваться для зарядки однотипных аккумуляторов, то этим можно пренебречь. Выбор диодов зависит, конечно, от тока нагрузки. Если зарядное будет использоваться для автомобильных аккумуляторов, то в качестве сетевого трансформатора можно использовать ТС-180. Как его перемотать прочитайте здесь. Успехов. К.В.Ю.

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:64 535