Меню

Зарядное устройство на лм317 своими руками

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/Iк, где Iк — конечный ток зарядки в амперах.

Для Li-ion аккумуляторов Iк= 0,1·Iнач, где Iнач — начальный ток зарядки. Кислотным АКБ ток Iнач в амперах устанавливают численно равным 0,1. 0,2·С, где С — ёмкость батареи в ампер·часах. При этом ток Iк 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 о С 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.

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

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

Автор: С. Глибин, г. Москва

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

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

Источник



Зарядное устройство на 12 В на основе Arduino и LM317

В настоящее время большая часть электронных устройств запитывается с помощью свинцово-кислотных батарей. В этой статье мы рассмотрим как перезаряжать подобные батареи с помощью простой схемы на Arduino, которую можно собрать в домашних условиях – отличный шанс сэкономить на покупке зарядного устройства.

Внешний вид зарядного устройства на 12 В на основе Arduino и LM317

Для начала постараемся понять основные принципы работы свинцово-кислотных батарей чтобы мы смогли спроектировать наше зарядное устройство максимально эффективным образом. Большинство продающихся в настоящее время свинцово-кислотных батарей имеют напряжение 12 В. Ампер-часы (А*ч) каждой батареи могут отличаться в зависимости от требуемой емкости батареи, к примеру батарея на 7 А*ч будет способна обеспечивать ток 1 Ампер в течение 7 часов (1 Ампер * 7 часов = 7 А*ч).

Читайте также:  Аккумуляторы для шуруповертов Omax в Екатеринбурге

Рекомендуемый ток заряда для свинцово-кислотных батарей составляет 1/10 от их емкости (в Ампер-часах). То есть для батареи емкостью 7 А*ч рекомендуемый ток заряда будет составлять 0,7 Ампер. Больший ток заряда может нанести вред батарее и уменьшить срок ее службы. Учитывая данный фактор мы и будем проектировать наше домашнее зарядное устройство, способное обеспечивать переменное напряжение и переменный ток. Ток заряда будет регулироваться на основе значения емкости батареи.

Создаваемое нами устройство для заряда свинцово-кислотных батарей можно будет использовать и для заряда ваших мобильных телефонов при помощи соответствующей регулировки подаваемого тока и напряжения с помощью потенциометра. То есть наше устройство представляет собой источник регулируемого постоянного тока, которое работает от сети переменного тока. Также для лучшего понимания материала этой статьи можно прочитать недавно рассмотренный на нашем сайте проект источника напряжения питания 0-24В 3А на Arduino и LM338.

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).

Работа схемы

Схема зарядного устройства без платы Arduino и ЖК дисплея представлена на следующем рисунке.

Основная цель нашего источника питания на 12 В – управлять напряжением и током, подаваемым на свинцово-кислотную батарею чтобы заряжать ее в максимально комфортном для нее режиме. Для этой цели в схеме использованы две микросхемы LM317 – одна для управления значением напряжения (U3), а вторая (U1) для ограничения тока. Также мы настоятельно рекомендовали бы вам изучить даташит на микросхему LM317, поскольку это может пригодиться вам не только для этого проекта, но и для других похожих проектов, в которых данная микросхема используется в качестве регулятора напряжения.

Простая схема регулятора напряжения, взятая из даташита на LM317, представлена на следующем рисунке.

Схема регулятора напряжения на микросхеме LM317

В этой схеме значение выходного напряжения регулируется с помощью значений сопротивлений R1 и R2, в нашем проекте мы это делаем с помощью изменения сопротивления резистора R2. Формула для вычисления значения выходного напряжения выглядит следующим образом:

Vout = 1.25 (1+R2/R1).

Используя данную формулу мы в нашем проекте выбрали значение сопротивления 1K (R8) и использовали потенциометр 10К (RV2).

Схема ограничения значения тока, взятая из даташита на LM317, представлена на следующем рисунке.

Схема ограничения значения тока на микросхеме LM317

Это простая схема, которая может быть использована для ограничения значения тока в нашей схеме, основанная на значении сопротивления R1. Формула для вычисления значения выходного тока выглядит следующим образом:

Основываясь на этой формуле мы в нашей схеме выбрали значение сопротивления RV1=100 Ом.

То есть для управления значениями выходных напряжения и тока мы в нашей схеме использовали два потенциометра — RV1 и RV2. На микросхему LM317 напряжение подается с выхода диодного моста, а на диодный мост – с выхода трансформатора через коннектор P1. Трансформатор должен быть на 12 В и 1 А. Представленная схема достаточна для того чтобы выполнять поставленную функцию – обеспечивать на выходе схемы заданные ток и напряжение. Но ее можно улучшить с помощью ЖК дисплея, на экране которого можно наглядно контролировать указанные параметры.

Отображение значений напряжения и тока на ЖК дисплее с помощью Arduino

Отображать текущие значения напряжения и тока на выходе нашей схемы мы можем с помощью платы Arduino Nano и ЖК дисплея 16х2.

Поскольку плата Arduino Nano работает с напряжениями не более 5 В, то для того чтобы не сжечь ее напряжением 12 В мы применим делитель напряжения, схема которого представлена на следующем рисунке. Также вопросы контроля значения напряжения на выходе схемы с помощью платы Arduino можно изучить в статье про источник напряжения питания 0-24В 3А на Arduino и LM338.

Схема делителя напряжения

Для измерения значения тока мы использовали шунтирующее сопротивление R4 чтобы создать падение напряжения на резисторе как показано на следующей схеме. После этого мы можем легко определить значение тока, используя известный закон Ома – I=V/R.

Значение шунтирующего сопротивления мы выбрали равным 0.05 Ом, поэтому максимальный ток, который можно пропускать через нашу схему, будет равен 1,2 А, что соответствует выбранным нами параметрам трансформатора. Мощность, рассеиваемую на резисторе, можно будет определить с помощью известного выражения P=I^2/R. В нашем случае получаем P=(1.2*1.2*0.05) => 0.07, что менее чем четверть ватта. При изменении значения шунтирующего сопротивления рассеиваемую мощность необходимо будет пересчитать.

Теперь, когда мы можем рассчитать падение напряжения на резисторе R4, мы можем рассчитать ток через нашу схему с использованием Arduino. Но это падение напряжения слишком мало для того, чтобы его можно было измерить с помощью Arduino. Поэтому в нашей схеме мы применили операционный усилитель LM358 как показано на выше приведенном рисунке. Сигнал с выхода данного операционного усилителя подается на нашу плату Arduino через R-C-схему чтобы измерять значение тока и отображать его на ЖК дисплее.

Далее можно использовать какой-нибудь симулятор (рекомендуется) для проверки работоспособности схемы прежде чем собирать ее в «железе». Мы данном случае использовали симулятор Proteus 8 для тестирования схемы как показано на следующем рисунке. Скачать готовый файл нашей схемы для данного симулятора вы можете по следующей ссылке.

Вид нашей схемы в симуляторе Proteus 8

Создание печатной платы для нашего устройства

Данная статья является переводом с этой статьи на англоязычном сайте и раздел про создание печатной платы я не переводил потому что подходы, использованные авторами статьи-оригинала для создания печатной платы, могут кардинальным образом отличаться от тех подходов, которые используете вы. Поэтому если вы хотите реализовать рассмотренное в данной статье зарядное устройство на 12 В на печатной плате, то можете сделать это любым удобным для вас способом (к которому вы привыкли). У авторов статьи-оригинала в результате получилось устройство следующего вида:

Вид нашего устройства на печатной плате

Тестирование зарядного устройства

Плата Arduino и ЖК дисплей не являются обязательными элементами для нашей схемы – они используются только для целей контроля, поэтому вы можете временно смонтировать их на схеме с помощью специальных колодок, чтобы потом можно было легко их убрать и использовать в других проектах.

Для тестирования устройства удалите с нее плату Arduino и подсоедините схему к трансформатору. После этого отрегулируйте выходное напряжение к требуемому уровню с помощью потенциометра RV2. Проверьте выходное напряжение схемы с помощью мультиметра и подсоедините ее к батарее как показано на следующем рисунке. Теперь наше устройство готово к работе.

Тестирование нашего зарядного устройства

Прежде чем подсоединять плату Arduino к нашей схеме удостоверьтесь что на контакте, к которому мы будем ее подсоединять, напряжение не превышает 5 В, иначе мы можем испортить плату Arduino. Используйте ниже приведенный текст программы для загрузки его в плату Arduino. Эта программа предназначена для отображения значений тока и напряжения на экране ЖК дисплея. Более подробно весь этот процесс показан в видео в конце статьи.

Данное устройство можно использовать и для заряда сотовых телефонов, но для этого необходимо будет уточнить какие значения напряжения и тока требуются для заряда вашего сотового телефона. Также к схеме необходимо будет подсоединить USB кабель.

Исходный код программы

Код программы достаточно простой, поэтому комментариев к нему нет. Но если у кого возникнут какие либо вопросы по тексту данной программы, то вы можете задать их в комментариях к данной статье.

Источник

Микросхема LM317 в ЗУ для аккумуляторной батареи шуруповёрта

↑ Режим зарядки по току

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

Читайте также:  Где купить зарядное устройство ryobi

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.

↑ Критерий отключения

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

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

Зарядное устройство на LM317 схема |

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

Зарядное устройства на LM317T, которое можно применять для свинцово-кислотных (автомобильных в том числе) аккумуляторов:

Схема зарядки на LM317 кажется довольно простой. Я хоть и не собирал её и не настраивал (делал только блок питания на LM317T), но постараюсь максимально подробно рассказать всё, что знаю про микросхему:

Зарядное устройство на LM317 схема

Достоинство ЗУ на LM317, в том, что можно подобрать ток заряда для многих различных батарей (правда, его нельзя регулировать). А благодаря её конструкции, микросхему LM317 несложно посадить на радиатор и тем самым производить её охлаждение при большом номинальном токе. Микросхема довольно надёжная, стабильная и относительно недорогая, но всё, же я рекомендую вам LM317 купить сразу пару штучек, потому как они довольно часто выходят из строя в процессе наладки схемы.

Настройка схемы зарядки на LM317:

Предложенный вариант схемы ЗУ, представляет собою обыкновенный стабилизатор тока. Собрать подобного рода схему на LM317 можно поверхностным монтажом, печатная плата не потребуется. В качестве источника питания рекомендую использовать понижающий трансформатор, подходящий по параметрам, или можно попробовать вариант с гасящим конденсатором. Вы должны понимать, что микросхеме нужно обеспечить все рабочие условия, я рекомендую перед настройкой посмотреть datasheet на lm317.

Прежде чем настраивать схему зарядного устройства, необходимо знать ток заряда батареи. Как правило, его рассчитывают по формулам, но на практике я просто знаю, что он должен составлять одну десятую от рабочего тока батарейки (к примеру, если ёмкость батареи 6 А/ч, то ток заряда батареи должен быть не больше 600 mА).

Для зарядного устройства важно обеспечить чёткий, стабилизированный ток заряда, на протяжении всей процедуры зарядки. Для того что бы настроить схему чётко под номинальный ток. Необходимо всё заранее просчитать по закону Ома, и подобрать подходящее сопротивление в качестве нагрузки, заменив им на время настройки саму батарею (не забывайте про мощность резистора, она должна быть соответствующая проходящему через зарядку току).

Схема настройки зарядного устройства

Резистор R1 подбирается в соответствии с VD2. А вот резистором R2, подбирают под потребляемый ток батареи. R2 обладает очень низким сопротивлением, потому в качестве него лучше всего подходит кусочек нихромовой проволоки (если нет подходящего по номиналу резистора, просто купите нихромовую спираль для электропечи и укоротите её до нужного номинала сопротивления, как вариант,). Естественно, что вам нужен амперметр, для подбора уровня тока, необходимого для заряда батареи. Меряете, и подбираете резистор R2. А добившись нужного уровня тока можете смело ставить аккумулятор на зарядку.

По идее, схема зарядного устройства должна работать следующим образом. Когда батарея разряжена, она потребляет максимальный ток заряда, и светодиод VD2 горит ярко. Как только батарея начнёт заряжаться, светодиод будет тускнеть пока не станет гореть очень слабо (а если грамотно подобрать резистор R2, то и вовсе потухнет).

↑ Схема и детали

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

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

, но мне было интереснее применить
КР142ЕН12 (LM317)
.

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

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

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

↑ Настройка зарядного устройства

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

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.

БЛОК ПИТАНИЯ НА LM317

Блок питания – это непременный атрибут в мастерской радиолюбителя. Я тоже решил собрать себе регулируемый БП, так как надоело каждый раз покупать батарейки или пользоваться случайными адаптерами. Вот его краткая характеристика: БП регулирует выходное напряжение от 1,2 Вольта до 28 Вольт. И обеспечивает нагрузку до 3 А (зависит от трансформатора), что чаще всего достаточно для проверки работоспособности радиолюбительских конструкций. Схема проста, как раз для начинающего радиолюбителя. Собранная на основе дешёвых компонентов — LM317 и КТ819Г.

Схема регулируемого блока питания LM317

Список элементов схемы:

  • Стабилизатор LM317
  • Т1 — транзистор КТ819Г
  • Tr1 — трансформатор силовой
  • F1 — предохранитель 0.5А 250В
  • Br1 — диодный мост
  • D1 — диод 1N5400
  • LED1 — светодиод любого цвета
  • C1 — конденсатор электролитический 3300 мкф*43В
  • C2 — конденсатор керамический 0.1 мкф
  • C3 — конденсатор электролитический 1 мкф*43В
  • R1 — сопротивление 18K
  • R2 — сопротивление 220 Ом
  • R3 — сопротивление 0.1 Ом*2Вт
  • Р1 — сопротивление построечное 4.7K
Читайте также:  Обзор бюджетного смартфона Xiaomi Redmi 9

Цоколёвка микросхемы и транзистора

Корпус взял от БП компьютера. Передняя панель изготовленная из текстолита, желательно установить вольтметр на этой панели. Я не установил, потому что пока не нашёл подходящего. Также на передний панели установил зажимы для выходных проводов.

Источник

Зарядное устройство на лм317 своими руками

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/Iк, где Iк — конечный ток зарядки в амперах.

Для Li-ion аккумуляторов Iк= 0,1·Iнач, где Iнач — начальный ток зарядки. Кислотным АКБ ток Iнач в амперах устанавливают численно равным 0,1. 0,2·С, где С — ёмкость батареи в ампер·часах. При этом ток Iк 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 о С 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.

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

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

Автор: С. Глибин, г. Москва

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

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

Источник