В настоящей статье мы обсудим несколько простых схем зарядных устройств, предназначенных для зарядки аккумуляторов 12 В. Эти устройства очень простые и недорогие по своей конструкции, но при
этом обладают высокой точностью в поддержании выходного напряжения и тока.
Все предложенные здесь схемы контролируют выходной ток. Это означает, что поступающий в аккумулятор ток никогда не будет выходить за предварительно определенный, фиксированный уровень.
Примечание: Если вам нужно зарядное устройство для аккумуляторов с мощным током, то ваши потребности могут быть удовлетворены данными конструкциями устройств зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.
—Простейшее зарядное устройство для аккумуляторов 12 В
Как я неоднократно повторял во многих статьях, основным критерием безопасной зарядки аккумулятора является поддержание максимально входного напряжения, величина которого чуть ниже напряжения зарядки, указанного в спецификации аккумулятора, а также поддержание тока на уровне, не вызывающем нагрев аккумулятора.
При соблюдении этих двух условий вы можете заряжать любой аккумулятор, используя простую, приведённую схему.
В приведенной, простейшей схеме, выход трансформатора составляет 12 В. Это означает, что пиковое напряжение после выпрямления будет составлять 12 х 1.41 = 16.92 В. Хотя это несколько выше, чем 14 В, уровня полного заряда для аккумулятора, сам аккумулятор поврежден не будет.
При этом рекомендуется отключать аккумулятор, как только амперметр покажет нулевое значение напряжения.
Автоматическое отключение: Если вы хотите, чтобы приведенная выше схема обеспечивала автоматическое отключение зарядного устройства по завершению зарядки, вы легко можете добиться этого, добавив на выход биполярный транзистор, как показано ниже:
В данной схеме мы использовали общий эмиттер биполярного транзистора, к базе которого подключено 15 В. Это означает, что напряжение эмиттера никогда не опустится ниже 14 В.
А когда на контактах аккумулятора напряжение превысит 14 В, транзистор переходит в состояние обратного смещения, и просто осуществляет автоматический режим отключения. Вы можете изменять значение напряжения 15 В стабилитрона, пока не получите для аккумулятора напряжение примерно в 14.3 В.
В результате первая схема преобразуется в полностью автоматическую систему зарядки АКБ, которую несложно сделать. Кроме того, поскольку здесь не используется конденсаторный фильтр, то 16 В применяется не в качестве непрерывного напряжения постоянного тока, а скорее, как 100 Гц выключатель. Это снижает нагрузку на аккумулятор, а также предотвращает сульфатирование пластин аккумулятора.
Почему важен контроль тока?
Зарядка аккумулятора любого вида может носить критический характер, и поэтому требует уделять ей определенное внимание. Когда сила тока, заряжающего аккумулятор, значимо высокая, контроль тока становится важным фактором.
Все мы знаем, насколько «умными» являются линейные стабилизаторы LM317, и не удивительно, что эти устройства применяются в большом количестве схем и приложений, требующих точное управление мощностью.
Представленная ниже схема зарядного устройства для аккумуляторов 12В с контролем тока на базе LM317 показывает, как можно сконфигурировать LM317, используя всего лишь пару сопротивлений и источник питания в виде стандартного диодного моста для обеспечения зарядки аккумулятора 12 В со всей возможной точностью.
Как это работает?
Стабилизатор подключается в обычном режиме, когда сопротивления R1 и R2 используются для требуемой регулировки напряжения. Входная мощность подается на LM317 с обычного диодного моста. После фильтрации через конденсатор C1 напряжение составляет примерно 14 вольт. Отфильтрованный постоянный ток с напряжением в 14 В, поступает на входной контакт стабилизатора.
Контакт регулировки LM317 подключён через фиксированное сопротивление R1 и переменное сопротивление R2. Изменяя величину сопротивления R2 может плавно менять выходное напряжение, подаваемое на аккумулятор. Без подключения сопротивления Rc вся схема вела бы себя, как простой источник питания.
Однако сопротивление Rc и транзистор BC547 на указанных позициях в схеме, обеспечивают возможность воспринимать ток, поступающий в аккумулятор.
Пока этот ток остается в требуемых безопасных границах, напряжение остается на заданном уровне. Однако при повышении силы тока стабилизатор снижает напряжение, ограничивая дальнейший рост тока и гарантируя безопасность аккумулятора.
Формула для расчета Rc:
R = 0.6/I, где I — максимальная величина требуемого выходного тока.
Для оптимальной работы LM317 будет требоваться наличие теплоотвода (радиатора).
Для наблюдения за состоянием зарядки аккумулятора используется подключенный к схеме потенциометр. Как только он покажет нулевое напряжение, аккумулятор можно отсоединить от зарядного устройства и использовать по назначению.
Принципиальная схема № 1
Список элементов
Для изготовления описанной выше схемы требуются следующие элементы;
R1 = 240 Ом
R2 = 10 кОм с предварительной установкой
C1 = 1000 мкФ/25 В
Диоды = 1N4007
TR1 = 0-14 В, 1 А
Как подсоединить потенциометр к схеме с LM317 или LM338?
Следующая схема (2) показывает, как правильно подключить 3-контактный потенциометр к схеме, использующей стабилизатор напряжения LM317 или LM338. Для подключения потенциометра к схеме его центральный контакт и любой боковой контакт соединяется с выходными контактами схемы. Третий контакт потенциометра не используется.
—Компактное зарядное устройство аккумуляторов 12В на базе LM338
Интегральная схема LM 338 представляет собой выдающееся устройство, которое может быть применено в неограниченном числе возможных приложений электронных схем. Ниже мы покажем, как использовать ее для получения автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В.
Почему именно ИС LM338 ?
Основной функцией этой ИС является управление напряжением, и при незначительных, простых модификациях она может быть применена для управления током.
Схема зарядного устройства аккумуляторов идеально подходит для этой ИС и мы намерены изучить одну такую схему для создания автоматического зарядного устройства аккумуляторов 12 В с использованием ИС LM338.
Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что вся схема построена вокруг ИС LM301, формирующей схему управления для выполнения отключения.
LM338 настроена в качестве контроллера силы тока, и как модуль прерывающего выключателя.
Использование LM338 в качестве регулятора, а операционного усилителя в качестве компаратора
Вся работа зарядного устройства может быть проанализирована с учетом следующих соображений: LM 301 используется в качестве компаратора и её не инвертированный вход подключается к опорной точке, создаваемой делителем напряжения, состоящего из R2 и R3. Напряжение, снятое с точки соединения R3 и R4, используется для установки выходного напряжения LM338 на уровень, который несколько выше требуемого напряжения зарядки – это примерно 14 вольт.
Данное напряжение подается на заряжаемый аккумулятор через сопротивление R6, включенное в схему в качестве датчика силы тока.
Сопротивление в 500 Ом, соединяющее входные и выходные контакты LM338, гарантирует, что даже после того, как схема будет автоматически отключена, аккумулятор будет постепенно заряжаться пока он остается подключенным к выходу схемы.
Кнопка пуска (start) используется для запуска процесса зарядки после подсоединения к выходу схемы частично разряженного аккумулятора.
Выбор величины R6 позволяет получать различные скорости зарядки в зависимости от емкости аккумулятора.
Функционирования схемы (согласно объяснениям +ElectronLover)
«После того, как заряжаемый аккумулятор будет иметь полный заряд, напряжение на инвертированном входе операционного усилителя станет выше установленного напряжения на неинвертированном входе LM338. Это моментально переключит логику усилителя на низкий уровень».
Согласно моим предположениям:
V+ = VCC — 74 мВ
V- = VCC — Ток зарядки x R6
VCC= напряжение на контакте 7 усилителя
Когда аккумулятор зарядится полностью, ток зарядки уменьшается. V- становится выше, чем V+, выход усилителя снижается, включая PNP и LED.
Кроме того, поскольку R4 через диод будет соединено с заземлением, то R4 становится параллельным R1, снижая фактическое сопротивление на управляющем контакте LM338 до уровня заземления.
Напряжение (LM338) = 1.2+1.2 x Reff / (R2+R3), где Reff — это сопротивление регулирующего контакта по отношению к заземлению.
Когда Reff понижается, выходное напряжение LM338 снижается, прекращая процесс зарядки.
Как вам статья?
«Компактное зарядное устройство на базе LM338» Хорошая идея, простая схема, а непонятного очень много. Какая функция С= 0,1мкф — согласно рекомендаций производителя лм338 он необходим для работы этой ИС ( одна нога на -, а вторая,вторая на +). Напряжение 18В — делать трансформаторный бп, трансы сейчас дорогие, дешевле и компактней купить ибп 24В, 4А на Али; данная схема расчитана на зарядный ток не более 2А, можно спокойно ставить лм350. От идеи резистора 500 Ом я бы отказался, поставил-бы вместо него диод, хотя можно и пересчитать. Выходное напряжение 16,5В — для современных акб это много, надо где-то 14,5В — потому R1=2.7 кОм, R2=43 Ом, R3=200 Ом, R4=10 кОм, R5=0,5 Ом. R5 лучше два резистора по 1 Ом параллельно — это будет компактней. А если надо зарядный ток не более 4А, то надо все пересчитать.
16,5 В для современных аккумуляторов — необходимость, для того чтобы перемешивать электролит после окончания заряда.
Не надо можно и поболтать аккумулятор , а 16 В убивает , но если сильная сульфатацыя то в конце зарядки можно
R5 лучше два резистора по 1 Ом 5 Вт параллельно …..
Сморю на схему и вижу, что DC 547 соединяется с ML без нагрузки. Замыкание разве не будет ? Ведь один транзистор от плюса, соединяется с другим от минуса без всякого посредника, на прямую это однозначное замыкание.
нравится, особенно «.., как только амперметр покажет нулевое значение напряжения»