Файл: Простое зарядное устройствоавтомат на lm317 с фиксированным током зарядки и ограничением напряжения.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.12.2023

Просмотров: 96

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Простое зарядное устройство-автомат на LM317 с фиксированным током зарядки и ограничением напряжения↑ Режим зарядки по токуМне позвонил друг и сказал, что ему нужно зарядное устройство к шуруповерту на дачу. C его слов, аккумуляторов в батарее 10 штук емкостью 1400 мА-час. Значит, требуется заряжать батарею 12 Вольт. Аккумуляторы никель-кадмиевые, для них возможны три режима зарядки: «А» — медленный, током 0,1 от ёмкости, время зарядки 14-16 часов; «Б» — сверхбыстрый, током от 1 до 4 ёмкости, время порядка 1 часа; «В» — ускоренный, током примерно 0,25 от ёмкости, время зарядки 4-6 часов.На мой взгляд, вариант «А» слишком медленный, пока батарея зарядится, или желание работать пропадет, или будет пора уезжать.Вариант «Б» рискован, велика вероятность взрыва или выхода из строя батареи, для предотвращения этого нужен контроль за температурой каждого элемента, схема должна быть сложной, лучше на микроконтроллере, для него придется писать и отлаживать программу, далеко не все аккумуляторы могут выдержать такой режим, особенно герметичные.Остается режим «В» — вечером батарея ставится на зарядку, утром аккумуляторы полностью заряжены, заряд полный, вероятность проблем минимальна.Анализ промышленных схем удивил. В них обычно нет стабилизации тока, ограничение происходит за счет сопротивления вторичной обмотки питающего трансформатора. Значит при отклонении сетевого напряжения или не будет полной зарядки, или ток значительно возрастет. У нас ток зарядки будет стабилизирован
на заданном уровне, что полностью избавляет от указанных недостатков.Необходимые компоненты

  1. Трансформатор на 12В 1А.

  2. Микросхема LM317 (2 шт.) (купить на AliExpress).

  3. Диодный мост W005.

  4. Контактная колодка (2 шт.).

  5. Конденсаторы 1000 мкФ (купить на AliExpress) и 1 мкФ (купить на AliExpress).

  6. Конденсаторы 0,1 мкФ (5 шт.) (купить на AliExpress).

  7. Резистор 1 кОм (5 шт.) (купить на AliExpress).

  8. Диоды Nn007 (3 шт.).

  9. Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).

  10. Шунтирующее сопротивление (проводник) 0.05 Ом (купить на AliExpress).

  11. Плата Arduino Nano (опционально) (купить на AliExpress).

  12. ЖК дисплей 16х2 (опционально) (купить на AliExpress).
↑ Критерий отключенияИтак, 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.Стабилизатор тока на lm317 | AUDIO-CXEM.RUТок на выходе блока питания может увеличиться вследствие уменьшения сопротивления нагрузки (простой пример, короткое замыкание), также изменение тока нагрузки происходит из-за изменения напряжения питания её. Стабилизатор тока на lm317 обеспечивает стабильность тока (ограничение тока) на выходе в случаях описанных выше.Данный стабилизатор может быть применён в схемах питания светодиодов, зарядных устройствах (ЗУ), лабораторных источников питания и так далее.Если, к примеру, рассматривать светодиоды, то необходимо учитывать тот факт, что для них нужно ограничивать ток, а не напряжение. На кристалл можно подать 12В и он не сгорит, при условии, что ток будет ограничен до номинального (в зависимости от маркировки и типа светодиода).Основные технические характеристики

 LM317

Максимальный выходной ток 1.5А

Максимальное входное напряжение 40В

Выходное напряжение от 1.2В до 37В

Более подробные характеристики и графики можно посмотреть в даташите на стабилизатор.

Схема стабилизатора тока на lm317



Плюс данного стабилизатора в том, что он является линейным и не вносит высокочастотные помехи, например как некоторые импульсные стабилизаторы. Минусом является низкий КПД (в счёт своей линейности), и поэтому происходит значительный нагрев кристалла микросхемы. Как вы уже поняли, микросхему необходимо обеспечить хорошим радиатором.
За величину тока стабилизации (ограничения) отвечает резистор R1. С помощью данного резистора можно выставить ток стабилизации, например 100мА, тогда даже при коротком замыкании на выходе схемы будет протекать ток, равный 100мА.

Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле:

R1=1,2/Iнагрузки

Изначально необходимо определиться с величиной тока стабилизации. Например, мне необходимо ограничить ток потребления светодиодов равный 100мА. Тогда,

R1=1,2/0,1A=12 Ом.

То есть, для ограничения тока 0,1A необходимо установить резистор R1=12 Ом. Проверим на железе… Для проверки собрал схему на макетной плате. Резистор на 12 Ом искать было лень, зацепил в параллель два по 22 Ома (были под рукой).

Выставил напряжение холостого хода, равное 12В (можно выставить любое). После чего, я замкнул выход на землю, и стабилизатор LM317 ограничил ток 0,1А. Расчеты подтвердились.

При увеличении или уменьшении напряжения ток остается стабильным.

Резистор можно припаять на выводы микросхемы, но не стоит забывать, что через резистор протекает весь ток нагрузки, поэтому при больших токах нужен резистор повышенной мощности.
Если использовать данный стабилизатор тока на LM317 в лабораторном блоке питания, то необходимо устанавливать переменный резистор проволочного типа, простой переменный резистор не выдержит токи нагрузки протекающие через него.

Для ленивых представляю таблицу значений резистора R1 в зависимости от нужного тока стабилизации.


Ток
R1 (стандарт)

0.025
51 Ом

0.05
24 Ом

0.075
16 Ом

0.1
13 Ом

0.15
8.2 Ом

0.2
6.2 Ом

0.25
5.1 Ом

0.3
4.3 Ом

0.35
3.6 Ом

0.4
3 Ома

0.45
2.7 Ома

0.5
2.4 Ома

0.55
2.2 Ома

0.6
2 Ома

0.65
2 Ома

0.7
1.8 Ома

0.75
1.6 Ома

0.8
1.6 Ома

0.85
1.5 Ома

0.9
1.3 Ома

0.95
1.3 Ома

1
1.3 Ома
Таким образом, применив галетный переключатель и несколько резисторов, можно собрать схему регулируемого стабилизатора тока с фиксированными значениями.Даташит на LM317 СКАЧАТЬПохожие статьиaudio-cxem.ru↑ Схема и деталиДля 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 L200CЧитайте также:  Схема регулировки двигателя на симисторе ку208г, но мне было интереснее применитьКР142ЕН12 (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.Линейный стабилизатор напряжения с регулировкой на LM317 и PNP транзистореВсем привет! В данной статье я расскажу об ещё одном линейном стабилизаторе напряжения, который собрал относительно недавно. Построен он на популярной микросхеме LM317 и биполярном PNP транзисторе. Готовый модуль выглядит следующим образом:Видео по теме:В прошлой статье я рассказал о похожем линейном стабилизаторе напряжения на TL431 и NPN транзисторах.Данная схема в отличие от вышеупомянутой содержит немного меньше деталей, и способна выдерживать более высокие токи, благодаря более мощному транзистору.Основные характеристики:
• Входное напряжение до 30В (в моем варианте т.к. конденсатор на входе на 35В) • Выходное напряжение 3-25В (зависит от тока, чем больше ток, тем меньше максимальное выходное напряжение) • Ток до 9А (с транзистором TIP36C при входном напряжении 18В и выходном 12В, а вообще зависит от выбранного транзистора и рассеиваемой мощности ) • Стабилизация выходного напряжения при изменении входного • Стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки • Отсутствие защиты от КЗ • Отсутствие защиты по токуМодуль собран по следующей схеме:Пояснения по схеме:Микросхема LM317 куплена на АлиЭкспресс (скорее всего не оригинальная) имеет 3 вывода. Выводы обозначены на схеме и картинке в нижнем правом углу.Микросхема управляет мощным биполярным PNP транзистором VT1. Я для этой цели использовал TIP36С. Основные характеристики транзистора: напряжение – 100В, ток коллектора – 25А (на самом деле 8-9А, т.к. транзистор не оригинальный и куплен на АлиЭкспресс), статический коэффициент передачи тока от 10.Очень важно следить за мощностью, которую рассеивает транзистор, чтобы она не превышала 50-55 Ватт (для транзистора в корпусе ТО-247 или похожих по габаритам, а для транзисторов в корпусе ТО-220 – не более 25-30 Ватт) . Рассчитать можно по формуле:P = (U выход -U вход)*I коллектораНапример входное напряжение — 18 В, мы выставили выходное напряжение — 12 В, ток у нас 9 А: Р = (18В-12В) *9А = 54 ВаттРезисторы R1, R2, R3 задают напряжение, которое наша схема будет стабилизировать. Резистор R1 берется стандартно на 240 Ом (мощность любая). Резистор R2 переменный, лучше брать в районе 2-3к Ом. Изначально я поставил на 4,7к Ом, в результате где-то в середине диапазона вращения ручки напряжение достигает максимального значения и дальше не меняется. Я припаял параллельно потенциометру резистор на 3,9к Ом, регулировка стала более плавной и стал использоваться весь диапазон вращения ручки. Резистор R3 дополнительный, служит для того, чтобы немного сдвинуть нижнюю и верхнюю границы диапазона регулировки в сторону увеличения. Общее правило: чем больше суммарное сопротивление резисторов R2 и R3, тем выше выходное напряжение. Это подтверждает формула из Даташита:

Смотрите также файлы