Схема стабилизатора тока для зарядки аккумулятора: принцип работы и практическая реализация

Как работает стабилизатор тока для зарядки аккумулятора. Какие компоненты используются в схеме стабилизатора. Каковы преимущества использования стабилизатора тока при зарядке аккумулятора. Как собрать простой стабилизатор тока своими руками.

Принцип работы стабилизатора тока для зарядки аккумулятора

Стабилизатор тока для зарядки аккумулятора — это электронное устройство, которое поддерживает постоянную величину зарядного тока независимо от изменения напряжения на аккумуляторе в процессе зарядки. Основными компонентами такого стабилизатора являются:

• Операционный усилитель
• Транзистор
• Резисторы для задания тока
• Диоды

Принцип работы стабилизатора основан на поддержании постоянного падения напряжения на токоизмерительном резисторе. При изменении тока изменяется напряжение на этом резисторе, что приводит к изменению сигнала на выходе операционного усилителя. Этот сигнал управляет транзистором, который регулирует ток, поддерживая его на заданном уровне.

Преимущества использования стабилизатора тока при зарядке аккумулятора

Использование стабилизатора тока при зарядке аккумулятора имеет ряд важных преимуществ:

1. Постоянный зарядный ток на протяжении всего процесса зарядки
2. Защита аккумулятора от перезаряда
3. Увеличение срока службы аккумулятора
4. Возможность точной регулировки зарядного тока
5. Повышение эффективности процесса зарядки

За счет поддержания постоянного тока обеспечивается равномерная и безопасная зарядка аккумулятора без скачков тока, которые могут привести к его повреждению.

Основные компоненты схемы стабилизатора тока

Типовая схема стабилизатора тока для зарядки аккумулятора включает следующие ключевые компоненты:

• Операционный усилитель (например, LM358)
• Мощный транзистор (например, TIP41C)
• Резисторы для задания тока и обратной связи
• Диод Шоттки для защиты от обратного тока
• Конденсаторы для фильтрации

Выбор конкретных компонентов зависит от требуемого зарядного тока и напряжения аккумулятора. Для большинства автомобильных аккумуляторов подойдет схема на ток 3-5А.

Как собрать простой стабилизатор тока своими руками

Для сборки простого стабилизатора тока для зарядки аккумулятора своими руками потребуется:

1. Подготовить все необходимые компоненты согласно схеме
2. Изготовить печатную плату или использовать макетную
3. Припаять компоненты, соблюдая полярность
4. Установить мощный транзистор на радиатор
5. Подключить трансформатор и выпрямитель
6. Настроить ток с помощью подстроечного резистора

При сборке важно использовать качественные компоненты и обеспечить хорошее охлаждение силовых элементов. Готовое устройство следует тщательно проверить перед подключением к аккумулятору.

Настройка и калибровка стабилизатора тока

После сборки стабилизатор тока необходимо правильно настроить и откалибровать:

1. Подключить амперметр последовательно с выходом стабилизатора
2. Установить на выходе нагрузочный резистор вместо аккумулятора
3. Включить питание и измерить выходной ток
4. С помощью подстроечного резистора установить требуемый ток
5. Проверить стабильность тока при изменении напряжения питания

Правильно настроенный стабилизатор должен поддерживать заданный ток с точностью 1-2% во всем диапазоне входных напряжений и нагрузок.

Меры безопасности при использовании стабилизатора тока

При работе со стабилизатором тока для зарядки аккумулятора необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать качественную изоляцию всех соединений
• Не превышать максимально допустимый ток зарядки аккумулятора
• Обеспечить хорошую вентиляцию зарядного устройства
• Не допускать короткого замыкания выходных клемм
• Периодически проверять температуру компонентов

Соблюдение этих простых правил позволит безопасно и эффективно заряжать аккумуляторы с помощью самодельного стабилизатора тока.

Альтернативные схемы стабилизаторов тока

Помимо классической схемы на операционном усилителе существуют и другие варианты реализации стабилизатора тока для зарядки аккумулятора:

• На специализированной микросхеме (например, LM317)
• С использованием ШИМ-контроллера
• На полевом транзисторе
• С цифровым управлением на микроконтроллере

Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки. Выбор конкретного варианта зависит от требуемых характеристик и доступной элементной базы.

Простое зарядное устройство — стабилизатор тока из подручных материалов.

← Способ изготовления печатных плат с помощью лазерного принтера и утюга

Восставший из ада, или возвращение в строй усилителя Амфитон 50У-202C →

31 Янв

Недавно возникла у меня необходимость собрать по-быстрому зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с зарядным током до порядка 3-4-х ампер. На всякие премудрости времени, да и желания, особо не было. Поэтому из закромов всплыла старая, но проверенная временем схема стабилизатора зарядного тока. Дискуссию о пользе — вреде заряда аккумулятора стабильным током оставим за пределами этого поста. Скажу только, что схема простая, надёжная, проверенная временем. А больше от неё ничего и не требуется.

Схема зарядного устройства следующая (для увеличения — клик на картинке):

Микросхема (К553УД2) установлена древняя, но так как она в наличии как раз имелась, а тратить время на эксперименты с другими, более современными, было лень, она и была установлена. В качестве резистора R3 был использован шунт от старого тестера.

Можно изготовить его из нихрома, но необходимо помнить, что сечение его должно быть достаточным. чтобы пропустить через себя зарядный ток и не раскалиться при этом.

Шунт, установленный параллельно амперметру, подбирается исходя из параметров имеющейся измерительной головки. Устанавливается он непосредственно на клеммах головки.

Печатная плата стабилизатора тока зарядного устройства вот такая:

В качестве трансформатора подойдёт любой от 85 вт и выше. Вторичная обмотка на напряжение 15 вольт. Сечение провода (диаметр по меди) от 1,8 мм.

В качестве выпрямительного моста был установлен 26MB120A. Он, конечно, мощноват для этой конструкции, но уж больно удобно его монтировать — прикрутил на радиатор, нацепил клеммы и всё. Его спокойно заменяем на любой диодный мост. Главное, чтобы держал необходимый ток (про радиатор тоже не забываем).

Для корпуса подвернулся ящик от старой магнитолы.

В верхней плоскости его был насверлен ряд отверстий для лучшей вентиляции.

Передняя панель — из листа текстолита. На амперметре установлен шунт, который надо отрегулировать опираясь на показания тестового амперметра.

Транзистор на радиаторе крепится к задней стенке корпуса.

После сборки устройства проверяем стабилизатор тока просто закоротив между собой (+) и (-). Регулятор должен обеспечить плавную регулировку во всём диапазоне зарядного тока. При необходимости — подбираем резистор R1.

!!! Не забываем, что при этом ВСЁ падение напряжения приходится на регулировочный транзистор! Это вызывает его сильный нагрев! Быстро проведя проверку размыкаем перемычку !!!

Теперь зарядным устройством можно пользоваться. Оно будет стабильно поддерживать зарядный ток во всём диапазоне зарядки. Так как устройство не имеет автоматического отключения по окончании зарядки, за уровнем напряжения на аккумуляторе следим по показанию вольтметра.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

 

Метки: diy, зарядное, электроника

← Способ изготовления печатных плат с помощью лазерного принтера и утюга

Восставший из ада, или возвращение в строй усилителя Амфитон 50У-202C →

Все своими руками Самодельный стабилизатор тока для зарядного устройства

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.

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.

Скачать статью

reguliruemyj-stabilizator-toka-na-lm317 (2732 Загрузки)

Просмотров:15 236

Метки: своими руками, Сиабилизатор тока

Регулятор напряжения Boost DC-DC

преобразуется в источник тока для зарядки аккумулятора

Скачать PDF

Abstract

Повышающий DC-DC контроллер, созданный на базе контроллера MAX1771 DC-DC, представляет собой простой импульсный источник тока, который полезен для зарядки аккумулятора. Контур управления напряжением отключен, так что контур управления током обеспечивает регулирование.

Импульсный регулятор Рисунок 1 включает независимые контуры обратной связи по току и напряжению для поддержания регулирования. Отключив петлю напряжения, вы можете использовать петлю тока для реализации источника тока общего назначения.

Рис. 1. Показанные соединения позволяют преобразовать этот импульсный регулятор напряжения в источник тока общего назначения.

Сначала подайте 5В на V+. Поскольку микросхема ожидает 12 В обратной связи на этом выводе, она предполагает потерю регулирования и переключает управление на токовую петлю. Этот режим работы позволяет линейно увеличивать ток через Q1, вызывая увеличение напряжения на CS (вывод 8) до тех пор, пока оно не достигнет порога внутреннего компаратора (210 мВ). Затем схема синхронизации отключает Q1 на фиксированные 2,3 мкс, и цикл повторяется. В результате получается относительно постоянный ток индуктора, который также является током нагрузки ( Рисунок 2. )

Рис. 2. Управление затвором Q1 и результирующий ток через L1 связаны, как показано.

При правильных номиналах компонентов схема генерирует постоянный ток в широком диапазоне входных напряжений. Схема на Рисунке 1 (с указанием значений компонентов) представляет собой быстрое зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов, которое обеспечивает зарядный ток 600 мА. Расчеты следующие:

Пиковый ток индуктора I _PEAK = V _SENSE /R1, где V _SENSE — пороговое значение 210 мВ компаратора измерения тока. Ток дизеринга (размах переменной составляющей тока нагрузки):

(1) I _DITHER = V _BATT t _OFF /L,

где V _BATT — напряжение батареи, t _OFF — упомянутый ранее интервал 2,3 мкс, а L — индуктивность L1.

Как показано на рисунке 2, средний ток индуктора составляет I _AVE = I _PEAK — ½I _ДИТЕР . Замена сверху,

Во-первых, выберите средний ток для предлагаемого источника тока (600 мА в этой схеме). Далее определите номинал V _BATT (в данном случае 4,8В). Затем, чтобы обеспечить относительно небольшую переменную (по сравнению с постоянной) составляющую, установите ток дизеринга в уравнении 1 меньше 0,2I _AVE и найдите L:

(Используйте L = 100 мкГн. )
Затем подставьте это значение L (100 мкГн) в уравнение 2 и решите для R1:

(Используйте R1 = 300 мОм.)

Три формы ошибки вызывают отклонение I _AVE от указанных 600 мА ( Рис. 3 ): изменения в V _SENSE , задержка через компаратор и МОП-транзистор (Q1) и допуск на токоизмерительном резисторе R1. При более низких напряжениях наибольшая ошибка возникает у V _SENSE , которая указана в спецификации IC1 как 210 мВ ± 30 мВ или около 14 %. (В этой схеме значение было около 190 мВ.)

Рис. 3. Ошибки источника тока увеличиваются с увеличением входного напряжения, как поясняется в тексте.

При более высоких напряжениях задержки приводят к тому, что пиковый ток превышает предельный ток. Вы можете свести к минимуму эту ошибку, выбрав значение индуктора следующим образом:

(5) L (в мкГн) > 5,5 (V _IN V _BATT ),

с V _IN и V _BATT в вольтах.

Другие источники ошибок — вариации в V _BATT , t _OFF и L — относительно малы, поскольку относятся к I _DITHER , который ограничен небольшой частью I _AVE .

Блок питания

— стабилизация 12 В до 12 В

спросил 9 лет, 3 месяца назад

Изменено 5 лет, 9несколько месяцев назад

Просмотрено 17 тысяч раз

\$\начало группы\$

Как стабилизировать входное напряжение 12 В до стабилизированного выходного напряжения 12 В?

У меня есть батарея, которая питает 12 В, но не регулируется, и устройство, которое использует 12 В, регулируемое, как я могу подать питание на это устройство, используя эту батарею?

РЕДАКТИРОВАТЬ

Я еще немного поискал по теме и нашел часть под названием « стабилитрон «судя по беглому чтению в Википедии, сделать то, что я хочу, сделать нечистые 12В на регулируемые 12В. но я не уверен. Может кто-нибудь уточнить, действительно ли это то, что я хочу?

Мои «потребности»:

12V @1A от ~ 12V Свильную кислотную батарею — может спуститься до 8V — к Xbox Kinect.

• Power -Supply
• 4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444.
  • .
  • регулятор напряжения

  \$\конечная группа\$

  7

  \$\начало группы\$

  Это выглядит как хорошая цель для повышающего преобразователя SEPIC или Buck, который может допускать выходное напряжение выше, ниже или равное входному напряжению.

  Стабилитрон только ограничивает напряжение. Если на выходе 11,6В, стабилитрон ничего не сделает.

  Вы не указали свое текущее требование, поэтому трудно дать вам деталь в качестве отправной точки.

  \$\конечная группа\$

  5

  \$\начало группы\$

  Повышающий импульсный стабилизатор может увеличить напряжение батареи до уровня, достаточного для того, чтобы понижающий импульсный регулятор понизил его до регулируемых 12 В. У него не будет эффективности, скажем, просто большого конденсатора, но он будет регулироваться настолько точно, насколько позволяют спецификации детали.

  \$\конечная группа\$

  12

  \$\начало группы\$

  Есть два простых варианта. Во-первых, проверяется, действительно ли эта регулируемая часть на 12 В использует или нуждается в 12 В. Если он регулирует вниз внутри и использует только 12 В в регуляторе, измените его или определите допуски / отсев, которые ему нужны, и обойдите это.

  В противном случае можно использовать повышающий преобразователь. Предполагая, что 12-вольтовая батарея никогда не выходит за пределы 12,7 В (типичный максимальный заряд 12-вольтовой батареи), единственный путь — это разряжаться. Преобразователь Boost с транзитной областью или функцией — ваш лучший выбор. Если напряжение VIN составляет 12 В, оно просто позволяет ему проходить без регулирования. Как только напряжение падает, он начинает регулировать его до 12В.

  Обновление: Поскольку вы собираетесь использовать Kinect, как показано здесь, Kinect все еще может работать при входном напряжении ниже 12 В. Таким образом, вам не понадобится постоянно регулируемая шина 12 В, если она вам не нужна для чего-то другого.

  \$\конечная группа\$

  1

  \$\начало группы\$

  Да, вы правы!

  Из-за небольшой разницы напряжения между входом и выходом, вы не можете использовать микросхему для регулирования напряжения, как 7812. Но, возможно, вы можете использовать регулятор с малым падением напряжения.

  Таким образом, вы можете использовать стабилитрон для контроля напряжения. Но будет регулировать только перенапряжение , поэтому, если напряжение упадет на 12 В, вам понадобится большой конденсатор для поддержания напряжения.

  Батарея обычно напряжение будет ниже 12 В, а не выше 12 В, поэтому, вероятно, стабилизация выходного напряжения не является хорошей идеей.

  Vin > Vz -> Vout = Vz

  Vin < Vz -> Vout = Vin

  ^{смоделируйте эту схему. Схема создана с помощью CircuitLab}

  Vz = 12 В

  R1 = (Vin — Vz) / I

  \$\конечная группа\$

  3

  \$\начало группы\$

  Я нашел что-то довольно доступное, что может помочь, если я не облажаюсь.