Зарядное устройство для аккумулятора 12в схема: 12 (DC-DC CC CV TC43200)

Содержание

Зарядное устройство для АКБ 12В, 7а-ч

Добавил: STR2013,Дата: 26 Дек 2017

Простое зарядное устройство для АКБ

Ниже представлена простая схема для автоматического поддержания аккумулятора в заряженном состоянии. Схема не содержит дорогих и дефицитных деталей. Простое и недорогое зарядное устройство предназначено для 12В, 7 а/ч свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Можно также использовать для зарядки автомобильных аккумуляторов и систем аварийного освещения и т.п.

Для зарядки АКБ более 7 А-ч нужно использовать соответствующей мощности трансформатор и заменить диоды D1, D2 и R2 на большей мощности.

Схема зарядного устройства

Как показано на схеме выше, для понижения напряжения используется мощный трансформатор с раздельными обмотками и с отводом от середины во вторичной обмотке. Напряжение на вторичной обмотке 15В х 2 и ток до 2А. Диоды 1N4001 (D1) и 1N4001 (D2) образуют полуволновой выпрямитель. Мощные ключи SCR1 и SCR2.

Работа устройства

Выпрямленное напряжение подаётся через открытый SCR1 и батарея заряжается.

При низком напряжении аккумулятора SCR2 находится в отключенном состоянии. SCR1 открывается током затвора, протекающим через резистор R1 и диод D3, и далее начинается процесс зарядки аккумулятора.

В начале зарядки опорное напряжение VR батареи определяется цепью делителя напряжения. Это напряжение слишком низкое, чтобы открыть диод зенера. Таким образом, диод зенера закрыт и SCR2 находится тоже в закрытом состоянии, так как ток затвора равен нулю. Конденсатор С1 предотвращает случайное срабатывание SCR2 из-за перепадов напряжения в цепи.

Пока зарядка продолжается, напряжение аккумулятора ещё не поднимется до уровня, достаточно высокого, чтобы включить стабилитрон и открыть SCR2. Это произойдёт, когда аккумулятор полностью будет заряжен, напряжение на АКБ возрастёт и состояние разомкнутой цепи SCR1 отключает зарядный ток.

Регулятор начнет подзарядку батареи, когда опорное напряжение Vr падает ниже напряжения пробоя стабилитрона и предотвращает перезаряд АКБ.



ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:

Популярность: 7 431 просм.

Схема зарядное на аккумулятор 12в — Мастер Фломастер

Где I — средний зарядный ток в амперах., а Q — паспортная электрическая емкость АКБ в ампер-часах. Например, АКБ ёмкостью 70 ампер-час заряжают током не более 7 ампер.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в течение длительного времени.
Классическая стандартная схема зарядного устройства для аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты и транзисторные стабилизаторы тока. В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя. Пример такого зарядного устройства представлен на рисунке 1.

18÷20 вольт). Пример такой схемы приведена на рисунке 2.

Чтоб зарядить свинцовый аккумулятор небольшой ёмкости (до 10 А/ч), потребуется зарядное устройство, схема которого предлагается для самостоятельного изготовления. Вы не сможете испортить АКБ с помощью этого зарядного, потому что в нём ток около 300 мА не способный повредить батарею. ЗУ может полностью зарядить любой 12 вольтовый аккумулятор и держать его заряженным (периодически подзаряжая) в течение нескольких месяцев, и даже лет.

Схема простого зарядного на 12 вольт

Принцип действия схемы

Чтоб было понятнее, условно разделим всю принципиальную схему на отдельные модули. Устройство не включается, пока аккумулятор не подключен через клеммы, как показано на схеме. Кнопка Push нужна для запуска схемы при абсолютно разряженной батарее. Это действие включает транзистор. Сопротивление между коллектором и эмиттером уменьшается и загорается светодиодный индикатор. Электрический потенциал к нижней части схемы идет через диод, Уэ-катод тиристора и через два резистора по 1R8 включенных в параллель. Поэтому светодиод горит.

Прежде чем пойдем дальше заметим, что вся схема работает от адаптера ПЕРЕМЕННОГО тока. Постоянное питание не позволит тиристору открываться и закрываться, когда ток идущий через него падает до нуля.Тиристор SCR включается в течение каждого полупериода напряжения, и ток течет в батарею. Напряжение также падает на двух 1R8 резисторах и подается на электролитический конденсатор 47 мкФ. Он заряжается и включает транзистор BC547. Транзистор лишает тиристор напряжения управляющего электрода и он выключается. Энергия конденсатора поступает в транзистор, но через короткое время она уже не сможет удержать транзистор включенным.

Транзистор выключается, тиристор включается и подает еще один импульс тока от заряжаемую батарею. В процессе заряда батареи, ее напряжение увеличивается, это контролирует блок «монитор напряжения». Данный узел состоит из транзистора и стабилитрона, а также резисторов 8k2, переменный 1k, 1k5, 150 Ом и светодиода.

Так как напряжение на батарее увеличивается до 13,4 вольт, каждый резистор будет иметь некоторое падение напряжения на нем, соответствующее сопротивлению резистора. Диод будет иметь постоянное падение 0,7 вольта. Напряжение через стабилитрон будет 10 В. Это оставляет 0,6 В между базой и эмиттером транзистора. Такого напряжения достаточно, чтобы открыть транзистор. А значит зарядка отключается.

Схема предназначена для тока заряда около 300-400 мА. Максимальное значение определяется резисторами 1R8. Они не позволяют превысить более 900 мА в течение половины цикла. Когда аккумулятор полностью заряжен, индикатор LED начнет мигать. Мигание создаёт резистор 2k2 и конденсатор 47 мкФ, подключенный к блоку монитору напряжения. При этом происходит небольшая подача тока в батарею, чтобы держать её заряженной. Это называется импульсный режим подзаряда.

Настройка зарядного

Зарядите полностью аккумулятор и когда напряжение достигает 13.4 В, подстройте регулятор 1к так, чтобы светодиод мигал. Схема не включится, если напряжение аккумулятора менее 4-х вольт. Если аккумулятор хороший, но был полностью разряжен, вы можете вручную запустить процесс зарядки при подключении аккумулятора и нажатия кнопки.

Если аккумулятор не заряжается даже после того, как вы нажали кнопку, не тратьте на него время — скорее всего он уже вообще не будет заряжаться. Таким образом это зарядное устройство идеально подходит для определения того, может ли вообще батарея быть заряжена. Для этого просто подключите АКБ к зарядному устройству и контролируйте напряжение на батарее. Если оно остается на уровне менее 8 В после 1 часа, то батарею можно выкинуть. Если нужно зарядное на большой ток, для автомобильных АКБ — тогда вам пойдёт другая схема.

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Рекламный блок

Рекламный блок

Рекламный блок

Статистика

СХЕМА ЗАРЯДНО-ТРЕНИРОВОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ 12В АККУМУЛЯТОРОВ.

Схема зарядно_тренировочного устройства

Схема данного зарядно-тренировочного устройства не новая, мы уже как-то ее повторяли, работала без проблем, но со временем наработки по этому проекту были утеряны, поэтому печатную плату для очередной сборки пришлось разрабатывать заново с учетом появившихся в доступном приобретении импортных комплектующих, например, диодный мост типа KBPS5010, который у нас был в наличии, и именно под него была разработана печатка. Принципиальная схема зарядника показана на рисунке ниже:

Сразу хотим отметить то, что на этой схеме не правильно пронумерованы ножки микросхемы К155ЛА3, поэтому на печатной плате пришлось переделать дорожки в соответствии с даташитом на МС. Правильная нумерация следующая:

Пробежимся кратко по основным узлам устройства. Схема питается от сети через понижающий трансформатор, мощность которого может быть порядка 150…200 Вт, напряжение на вторичной обмотке 16…18 Вольт. Применение моста KBPS5010 позволило уменьшить габаритные размеры устройства.

На транзисторах VT3 и VT4 собран регулятор тока заряда аккумулятора, транзисторы VT8 и VT9 – разрядная цепь, R34 – нагрузочное сопротивление. Ток заряда регулируется в пределах 0…10 Ампер потенциометром R7, ток разряда 0…1 Ампер регулируется R20.

На микросхеме К155ЛА3 собран генератор импульсов, скважность которых регулируется резистором R1, частота генерации зависит от номинала емкости С1. Импульсы поочередно включают зарядную и разрядную цепи. Оптимальным считается такой режим , когда время протекания зарядного тока в 2…3 раза короче разрядного, но при этом величина разрядного тока в 10 раз меньше зарядного.

Резистором R15 настраивается порог отключения процесса заряда при достижении напряжения на аккумуляторе 14,2…14,4 Вольта.

Данная схема была дополнена переключателем (типа тумблер) на 2 группы, с помощью которого появилась возможность отключения импульсного режима, и перевода устройства в постоянный режим заряда. Схема подключения этого тумблера показана на следующей схеме, она в принципе такая же, как и вышеуказанная, за исключением того, что зарядная цепь собрана на транзисторе обратной проводимости и в разрядной цепи стоит транзистор КТ825, хотя и КТ818 в данном случае вполне хватает.

Расположение выводов транзисторов КТ818, КТ819, КТ825, КТ827:

Возможная замена транзистора КТ825:

Внешний вид печатной платы показан ниже:

Плата ЗУ_КТ827_LAY

Плата ЗУ_КТ827_фотовид

В связи с тем, что мы не стали реализовывать предел измерения 10…15 Вольт, транзистор VT7 по первой схеме, VT11 по второй на плату устанавливать не стали, если критично – дорисовать думаем не составит большого труда.
Принципиальная схема второго варианта зарядного устройства с регулятором зарядного тока на КТ827 и переключателем режимов заряда ИМПУЛЬСНЫЙ/ПОСТОЯННЫЙ показана на рисунке далее:

При повторении схемы вместо транзистора КТ827 можно использовать импортный 2N3055.
Вся настройка устройства подробно описана в журнале “Радиолюбитель” №4 за 1993 год (есть в архиве).

Обе схемы и оба варианта печатных плат , а так же четвертый номер журнала можно скачать одним файлом с нашего сайта по прямой ссылке. Размер скачиваемого архива – 2,15 Mb.

Если обнаружатся какие-либо недочеты или появятся пожелания доработки плат, просьба отписаться в комментариях.

Зарядное устройство (импульсное) 12в 10А — схема

Эксперименты с конструкцией транзистора привели ученых и инженеров всего мира к основательному решению отказаться от такой конструкции. Основная причина такого шага стали большие потери на тепловое рассеивание, которое возникает при работе силовых транзисторов. В результате проведенных исследованийвыбор пал на тиристорную схему. Для протекания процесса десульфации необходим импульсный ток. Тиристор — ключевой элемент, который отлично работает в импульсных схемах, позволил привести к упрощению схему слежения за поддерживаемым напряжением на аккумуляторной батареи. Надежность работы схемы обеспечивается простотой ее реализации на элементной базе. Результат подобного сочетаний – долговечность работы в различных внешних условиях. Принципиальная схема электрического зарядного устройства изображена на рис.1. Ниже описываются принципы работы принципиальной электрической схемы.

рис 1

Тиристор VS1 открывается при подключении разряженной аккумуляторной батареи к клеммам XS1/XP1. Момент подключения выбирается в согласовании с началом каждого положительного полупериода. Тиристор находится в закрытом положении, используя весь отрицательный полупериод времени.

На управляющем выводе тиристора VS1 в начале положительного полупериода происходит сравнение напряжений на выводах аккумуляторной батареи и источнике опорного напряжения (цепь R2VD3VD4C2). Тиристор открывается или остается в закрытом состоянии в зависимости от величины напряжения. Показатель напряжения измеряется на движке резистора R3. В процессе зарядки аккумуляторной батареи напряжение на ней увеличивается, что способствует открывание тиристора позже в следующие моменты времени, ближе к середине полупериода. Напряжение снимаемое с трансформатора становится меньше напряжения на аккумуляторной батареи. Этот факт, позволяет установить планку, до которой будет продолжатся процесс зарядки батареи. Эта планка выставляется с помощью значения опора резистора R3.

Амперметр РА1, который включен в рассоединенную цепь до нагрузочного резистора R5 на встроенном в прибор циферблате показывает ток в 0,4 – 0,5 больше, чем реальный ток заряда аккумуляторной батареи. Для того чтобы стрелка показателя амперметра не отклонялась влево за нулевое деление «0», на шкале установлен шунт R5, который в свою очередь увеличивает показатель силы тока на амперметре. R5 необходим для циклического разряда аккумуляторной батареи в отрицательные полупериоды напряжения. Разрядка батареи благотворительным образом сказывается на процессе десульфации пластин аккумулятора.

При отсутствии напряжения в сети разработана схема защиты аккумуляторной батареи. Нагрузочный резистор R5 вместе с реле К1 отвечает за работоспособность выпрямительной цепочки VD1C1.

Реле К1 при наличии напряжения в сети подключает клеммы аккумуляторной батареи к зарядному устройству своими контактами К1.1 и К1.2. При аварийном (мгновенном) пропадании напряжения в сети реле К1 мгновенно отключает контакт, чтобы предотвратить разряд батареи через резистор R5. Повторное появление электричества в сети включает реле, и батарея снова подсоединяется к сети. Для шунтирования скачков напряжения противоположных ЭДС, при включении реле К1, в схеме используется диод VD2. Схема зарядного устройства построена на современной радиотехнической базе. Т1 – стандартный трансформатор (СТП 294-220-50) выполнен по стержневой конструкции. На принципиальной схеме указана разводка именно для этого устройства. Требования к трансформатору следующие – обеспечение нагрузки 10А и напряжения 35В.

Ю.К.

схема зарядки для АКБ 12 В. Зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками

Каждый владелец автомобиля согласится с важностью наличия зарядного устройства, которое предлагается в широком ассортименте на рынке. Речь пойдет об импульсном агрегате, который отличается от трансформаторного, в нем есть свои преимущества.

В статье предлагается более детальная информация об устройстве, топ моделей, принцип выбора по разным критериям. Соорудить прибор можно самостоятельно, если есть подходящая схема.

Устройство и принцип работы

Импульсное зарядное устройство предназначено для автомобильного аккумулятора, оно отличается от трансформаторного тем, что зарядка работает не при помощи постоянного тока. Для АКБ, которые не поддаются обслуживанию, это крайне важно.

Прибор способен быстро заряжать батарею, он состоит из диодного выпрямителя, блока стабилизации, индикаторов и электронного модуля, который и контролирует процесс. Схема работы оборудования заключается в следующем. На высокой частоте входное напряжение повышается, в этот момент фильтры начинают работать, задерживая помехи, поэтому напряжение на выходе сглаживается, затем преобразовывается до нужного показателя.

Ток поступает в аккумулятор до тех пор, пока зарядка не будет полной, после чего выпрямитель блокируется, и процесс останавливается.

Стоит отметить, что ИЗУ простое в эксплуатации, но делится на несколько классификаций. Ручные предлагаются по самым низким ценам, но их работу необходимо контролировать, настраивая процесс. Полуавтоматическое устройство не требует участия человека, остается лишь следить за продолжительностью.

Автоматы имеют встроенную программу, которая должна определить состояние аккумулятора, чтобы выбрать подходящий режим для восстановления заряда.

Плюсы и минусы

Популярность импульсных агрегатов просто объяснить, ведь в них есть свои преимущества, которые и стали причиной спроса. В первую очередь это компактное устройство, которое можно хранить даже в бардачке транспортного средства, особенно актуально для длительных поездок.

Эксплуатация простая, достаточно понять схему управления, а на это уходит минимум времени. Для заряжания не требуется участие человека, за это отвечает программное обеспечение на современных устройствах. Одним из плюсов является защита от переполюсовки и замыкания, автоматический режим, который не допустит перегрева и продлит срок эксплуатации.

Некоторые приборы имеют систему подсказок, поэтому при неправильном подключении будет сигнал или информация на экране. Что касается минусов, аппарат предлагается в разной ценовой категории, но зачастую качественные приборы стоят, соответственно, дороже. Электронная схема довольно простая, поэтому в случае поломки придется потратиться на ремонт, или полностью заменить агрегат на новый.

Лучшие модели

На рынке предлагается множество вариантов ИЗУ, однако для начала необходимо изучить рейтинг лучших, которые успели заслужить доверие и пользуются спросом.

  • В топ входит устройство Elitech УЗИ 40/12, которое продается по доступной цене. Этот агрегат подходит для зарядки различных батарей, компактный размер и небольшой вес, в комплекте есть кабели.
  • Следующий в списке – прибор «Вымпел-150» российского происхождения. Это устройство заряжает аккумулятор с напряжением 12 В, поэтому подходит для обслуживания легкового автомобиля или мотоцикла, работает в автоматическом режиме. Весит агрегат всего полкилограмма и не занимает много места.
  • Модель Aurora Sprint 20D относится к интеллектуальным устройствам премиум-класса, это автоматизированный прибор, диапазон напряжения 12-24 В. Для начала работы нужно подключить зажимы, а затем запустить аппарат, который и будет контролировать процесс. Устройство имеет несколько видов защиты, что является преимуществом.
  • Агрегат Voin VL 156-6 (12) В имеет панель с цифровым дисплеем, несколько вариантов зарядки и трехуровневую защиту. Такая модель относится к бюджетной категории. Бережную и медленную зарядку может осуществить прибор Elegant, который держит долго статическое напряжение, вся информация передается на монитор.
  • К универсальным относится аппарат Master Watt, который подходит для работы с разными видами автомобильных батарей. Это полуавтоматическое устройство, поэтому его необходимо контролировать. Производитель заявляет о длительном сроке эксплуатации (25 лет), проверить это можно только на практике. Рейтинг лучших можно закрыть автоматической моделью KeePower Medium, которая оснащена несколькими программами, влияющими на скорость заряда аккумулятора.
  • Компания Bosch известна многим своей техникой, производитель предлагает импульсную модель C7, которая имеет режим стандарт, зимний, для разряженной батареи и выходного тока до 5 П. Индикаторы отслеживают процесс заряда, одна группа передает информацию о ходе работы, а вторая демонстрирует конкретный режим. Комплектация агрегата включает кабель и кронштейны, сам аппарат имеет разъемы и клеммы. Прибор этой торговой марки не нуждается в подготовительных манипуляциях, уже при первом использовании достаточно подключить провода и выбрать нужный режим. Следует отметить, что агрегат может выступать источником питания.

Простым в эксплуатации называют ЗУ Optimate 6, которое не нуждается в контроле со стороны, оно работает в автоматическом режиме, и сегодня считается одним из лучших в своей категории.

Критерии выбора

Выбирать такой агрегат необходимо тщательно, так как он делится на несколько разновидностей, и у каждого свои особенности, характеристики, преимущества.

Режимы работы

Для начала необходимо изучить информацию об аккумуляторе автомобиля, для которого выбирается зарядное устройство. Если речь идет о батарее AGM, тогда модель устройства должна соответствовать этому виду, зачастую производители указывают все данные в описании. В данном случае превышение времени заряда будет фатальным, поэтому следует выбирать автоматические зарядки, которые способны самостоятельно определить тип АКБ, затем также подбирают необходимый режим.

Залитые аккумуляторы не боятся превышения тока или напряжения, но лучше, чтобы этого не случалось, в противном случае емкость будет частично утеряна. Режим заряда Boost играет важную роль, на сегодняшний день он есть практически во всех устройствах, благодаря ему зарядка осуществляется гораздо быстрее. Пуско-зарядное имеет такую программу.

Напряжение

Номинал в 12 вольт является самым распространенным среди современных моделей. Такие АКБ устанавливаются на мотоциклетной технике и легковых транспортных средствах. Обратите внимание на показатели зарядного устройства, оно может быть в диапазоне 6-24 В. Некоторые комбайны способны работать в разных режимах, но они стоят на порядок дороже, поэтому оцените, требуется ли вам такой агрегат.

Зарядный ток

Этот параметр влияет на выбор ЗУ, лучше приобрести то, в котором можно отрегулировать ток, если вдруг понадобится восстановление. Если такой функции нет, прибор будет сам выбирать ток в автоматическом режиме и запустит процесс.

Специалисты рекомендуют брать зарядку, которая может выдавать те же показатели на выходе, к примеру, для батареи в 90 ампер-часов агрегата на 4 будет слишком мало.

Безопасность

От неправильного подключения клемм не застрахован никто, поэтому защита обязана быть. Современные приборы оснащаются ею, поэтому перегрев не грозит. У продвинутых моделей есть сразу несколько разновидностей защиты, если напряжение начнет скакать или превысит допустимые параметры. Как видите, есть ряд важных критериев, которые необходимо учитывать обязательно, только так можно получить качественный результат и обеспечить нормальную работу аккумулятора.

Как сделать своими руками?

Самодельные импульсные устройства также пользуются спросом, особенно если изучить инструкцию, и следовать всем рекомендациям. Собрать такой агрегат самостоятельно можно, но это займет время, и требует подготовки. Первым делом понадобится собрать электронные компоненты и запчасти. Настоятельно рекомендуется использовать только новые детали, чтобы не рисковать. Для начала можно представить вариант создания зарядного устройства на микросхеме LM137, представляющей собой линейный стабилизатор напряжения, способный регулировать выходное напряжение. Этот вариант может называться одним из самых доступных, так как само устройство такой самодельной зарядки не является сложным, что позволяет пользователю изготовить его без проблем.

Для создания простого устройства потребуется два стабилизатора, чтобы один из них подключался по схеме, а второй собирал пороговый узел. Схема выглядит следующим образом. Резистор R2 и R3 необходимо заменить на переменный резистор, чтобы подстройка была максимально удобной. Заряд будет полным в тот момент, когда уровень напряжения станет одинаковым на устройстве и аккумуляторе.

Допустимое значение 1,5 А, этого достаточно, чтобы зарядить батарею автомобиля или мотоцикла, хоть на это и понадобится больше времени. Если есть возможность приобрести уже готовый прибор, лучше воспользоваться ею.

Правила эксплуатации

Чтобы все прошло хорошо, необходимо соблюдать инструкцию, действия должны быть последовательными. Первым делом с банок снимаются крышки, а пробки выворачиваются, для выравнивания концентрации электролита нужно использовать дистиллированную воду. Учтите силу тока, напряжение и время, которое требуется для восстановления АКБ. Силу тока регулируют по уровню разрядки, значение должно занимать десятую часть емкости аккумулятора.

Если у зарядки нет индикации, об окончании процесса скажет неизменная величина тока на протяжении пары часов. Применив полезные рекомендации, можно самостоятельно подобрать для своего аккумулятора подходящее устройство и отправляться в дальнюю дорогу. Успехов!

Зарядное устройство на 12 В с помощью Arduino и LM317: схема и программа

Автомобильный индикатор напряжения

Среди областей, где применение индикатора напряжения на светодиодах имеет неоспоримую пользу, можно выделить эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Для того чтобы аккумулятор служил долго, необходимо контролировать напряжение на его клеммах и поддерживать в заданных пределах.

Предлагаем вам обратить внимание на схему автомобильного индикатора напряжения на RGB-светодиоде, с помощью которой вы поймете, как изготовить устройство самостоятельно. RGB-светодиод отличается от обычного, наличием 3-х разноцветных кристаллов внутри своего корпуса

Данное свойство мы будем использовать для того, чтобы каждый цвет сигнализировал нам об уровне напряжения.

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.

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.

Входное напряжение смещения компаратора

Схема включения люминесцентных ламп

Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения. Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.

В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.

Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4.

Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.

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:

Назначение

Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.

Фото – компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.

Фото – ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

Простое зарядное устройство для аккумулятора с применением SCR

В этом проекте реализована автоматическая схема зарядного аппарата с применением SCR. Его можно использовать для зарядки 12-вольтовых батарей. Батареи с разным потенциалом, такие как 6V и 9V, также могут быть заряжены путем выбора соответствующих компонентов.

LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

Биполярные транзисторы: схемы включения. схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером

Микросхема LM358 как написано в его DataSheet является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств весьма проста, в случаях отсутствия жестких требований к высокому быстродействию, рассеиваемой мощности и нестандартному питающему напряжению. Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.

Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.

Технические характеристики

Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды TA = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:

Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):

Также у данного устройства есть тепловые характеристики:

Схемы подключения

Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.

Схема в мощном неинвертирующим усилителе.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема с дифференциальным усилителем.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

  • устройствах типа «мигающий маяк»;
  • блоках питания и зарядных устройствах;
  • схемах управления двигателем;
  • материнских платах;
  • сплит системах внутреннего и наружного применения;
  • бытовой технике: посудомоечные, стиральные машины, холодильные установки;
  • различных видах инверторов;
  • источниках бесперебойного питания;
  • контроллерах и др.

Возможности применения микросхемы производители обычно указывают в технических описаниях на свои устройства.

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут так же установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на не закрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов, идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала вольтметра и амперметра зарядного устройства

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .

К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

Перечень радиокомпонентов драйвера светодиодов:

  • R10, R11 — 1 Ом, 1 Вт (зависит от необходимого тока)
  • R8 — 10 Ом
  • R3, R9 — 1 кОм
  • R1, R4, R7- 4,7 кОм
  • R2, R5, R6 — 10 кОм ( R2 для выходного ток 1А).
  • Переменный резистор VR1 — 10 кОм .
  • C5 — 22 пФ
  • C2, C3 — 0,1 мкФ
  • C1 — 2,2 мкФ
  • C4 — 100 мкФ/35В
  • L1- 47-100 мГн на ток до 1.2A
  • Q1- любой n-p-n транзистор общего применения
  • Q2- любой p-n-p транзистор общего применения
  • Q3- p-канальный MOSFET (IRFU9024, NTD2955) с током стока более2 А, напряжение сток- исток более 30 В, напряжение отсечки не более 4 В
  • D1, D2 — 1N4148 (КД522)
  • D3 — SB140 диод Шоттки
  • IC1 — LM393 (компаратор)

78l05 схема включения

Паяльная станция Eruntop 8586D

Электрический паяльник + фен для SMD, двойной цифровой дисплей…

Подробнее

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях. В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2. Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7. Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2). Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).

Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Содержание страницы

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358
  • Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
  • Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0,7 мА.
  • Синфазное входное напряжение: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Синфазный входной ток: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.
Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)

Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • OP221
  • OP290
  • OP295
  • TA75358P
  • UPC358C
  • AN6561
  • CA358E
  • HA17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Виеном в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.

Функциональный генератор

Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.

Генератор прямоугольных импульсов на LM358

В качестве примера использования приведем схему микрофонного усилителя на LM358:

Datasheet LM35

elekt.tech

Описание работы компаратора

Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы. В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора.

Сигнал на выходе:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.

Принцип цепи

Если напряжение батареи ниже 12 В, то ток от LM317 IC протекает через резистор R5 и диод D5 к батарее. В это время D6 не будет работать, потому что автомобильный аккумулятор потребляет все электричество для зарядки.

Теперь база транзистора получает достаточный импульсный ток для включения, так что выходной ток от регулятора LM317 заземляется через транзистор Q1. В результате красный светодиод показывает полную зарядку. Функциональный недостаток тиристора заключается в том, что, подобно диоду, он ведет только в одном направлении. Аналогичное устройство для 5-слойного самозахвата, может работать в обоих направлениях. Однако эта добавленная возможность также может стать недостатком

Схема эквивалента компаратора напряжения с однополярным источником питания

Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.

Выход включается или выключается в зависимости от относительных напряжений на плюсовом (+) и минусовом (-) входах компаратора. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода.

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 16х2.2/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.

Компаратор напряжения — выход с открытым коллектором

Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором.

Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания.

В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный (подтягивающий) резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.

Операционные усилители (ОУ), такие как LM324, LM358 и LM741 обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.

Читать также: Валик прижимной для чего

Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:

Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-).

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и мощный регулируемый источник питания

Представленная здесь схема может заряжать 12В свинцово-кислотные батареи емкостью от 50Ач до 80Ач (даже до 100Ач), а так же может быть использована в качестве 18В источника питания постоянного тока максимальной силой тока 5А.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Зарядное устройство может автоматически определить наличие подключенного аккумулятора и начать зарядку. В схеме есть функция обнаружения неправильного подключения аккумулятора (переплюсовка) с звуковой сигнализацией.

Зарядное устройство сначала заряжает батарею более высоким напряжением (около 14,2 В). И как только он полностью будет заряжен, зарядное устройство будет поддерживать заряд аккумулятора при постоянном напряжении (около 13,4 В).

Схема и работа 12В зарядного устройства показана на рис.1.

Вся схема построена на двух линейных регуляторах напряжения LM138 (микросхемы IC1 и IC2), сдвоенном ОУ LM358 (IC3), 12 вольтовом стабилизаторе напряжения 7812 (IC4), двух реле и пары транзисторов.

LM138 – это 3-х выводной 5А положительный регулятор напряжения. Протекающий непрерывный ток 5А сильно разогревает данный регулятор напряжения, и в результате срабатывания тепловой защиты он отключается.

Поэтому в схеме использовано два таких регулятора подключенных параллельно, с сохранением возможности регулировать выходное напряжение одним переменным сопротивлением.

Входное сетевое напряжение понижается трансформатор Х1 с 220В до 15В – 0 — 15В, которое затем выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается с помощью конденсатора С1.

Выпрямленное напряжение, составляющее примерно 20В, подается на микросхемы IC1 и IC2, которые соединены параллельно. Их выходное напряжение регулируется либо VR1 (в режиме источника питания) или VR 2 (в режиме зарядного устройства).

Сдвоенный ОУ LM358 (IC3) используется для управления реле и выбора режима, то есть зарядное устройство / источник питания.

Когда аккумулятор не подключен, то нет питания и на IC3. Реле RL1 и RL2 отключены, и переменный резистор VR1 можно использовать для регулировки выходного напряжения с выходом на разъеме CON3.

Когда аккумулятор 12В правильно подключен к клемме CON4, операционный усилитель IC3 получает питание от аккумуляторной батареи через диод D10. Если напряжение аккумулятора ниже критического уровня (скажем, 6-9В и, по крайней мере, выше 6В), то на выводе 7 микросхемы IC3 появляется низкий уровень и светодиод LED6 загорается.

Если аккумулятор исправен (скажем, более 9В), вывод 7 IC3 переходит в высокое состояние и включается LED2, открывается транзистор Т2, который активирует реле RL1 и RL 2.

Напряжения на выходе микросхем IC1 и IC2 регулируются переменным резистором VR2 и напряжение подается на разъем CON4.

Как только напряжение на аккумуляторе при заряде достигнет своего максимального напряжения, на выводе 1 IC3 появляется высокий уровень, на что указывает свечение светодиода LED4, а транзистор Т1 снижает напряжение на выводе 1 микросхем IC1 и IC2.

Когда аккумулятор 12В подключен (по ошибке) в обратной полярности, диод D11 проводит ток, что, в свою очередь, включает пьезо зуммер и загорается LED5.

Смотрите тестовую таблицу для контроля напряжений в различных точках при наладке.

Первоначальная настройка и тестирование

  1. Снимите перемычки J1 и J3, подключите J2 и включите S1.
  2. Отрегулируйте VR1 и VR2 чтобы получить 9В (как напряжение севшего аккумулятора) по отношению к земле в точке TP6.
  3. Отрегулируйте VR4 таким образом, что бы можно было включать и выключать LED2 и LED6 попеременно. Реле RL1 и RL2 также должны изменять свои состояния (замкнутое/разомкнутое состояние).
  4. Отрегулируйте VR2, чтобы получить напряжение заряженного аккумулятора (скажем, 13,4 В относительно земли) в точке TP6.
  5. Отрегулируйте VR5 для включения LED4, если ТР7 соединен с землей через J3.
  6. Как только LED4 включиться, отрегулируйте VR2 чтобы получить напряжение зарядки аккумулятора (скажем, 14,2 В относительно земли) в точке TP6.
  7. Подключение перемычку J1 (J2 в еще подключена) и подстройте VR3, чтобы получить напряжение батареи в режиме ожидания (скажем, 13,4 В относительно земли) в точке TP6.
  8. После достижения необходимого напряжения, удалите перемычку J2. Схема готова к использованию.
  9. Если аккумулятор не подключен к разъему CON4, то выход источника питания будет разъем CON3, а регулировка напряжения осуществляется переменным резистором VR1. Яркость свечения LED7 пропорциональна выходному напряжению на CON3.
  10. Если аккумулятор 12В (≥50Ач) подключен к CON4 в обратной полярности, PZ1 зуммер даст звуковой сигнал и LED5 загорится.
  11. Если же аккумулятор подключен в правильной полярности к CON4, состояние аккумулятора обозначается LED2 (исправный) или LED6 (не исправный). Реле RL1 и RL2 активируются в случае, если аккумулятор исправен.

После того, как аккумулятор полностью заряжен, загорится LED4, что означает, что батарея полностью заряжена и зарядное устройство перешло в режим ожидания.

Источник: Electronics For You 11/2016

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Подробнее

Программирование и компаратор

Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.

Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11; Установите pom.xml и создайте новый файл

Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки

Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.; И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.

50 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00

В электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход.

Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях (АЦП)

Примеры работы компаратора приведены на основе микросхемы LM339 (счетверенный компаратора напряжений) и LM393 (сдвоенный компаратор напряжения). Эти две микросхемы по своему функционалу идентичны. Компаратор напряжения LM311 так же может быть использован в данных примерах, но он имеет ряд функциональных особенностей.

описание, схема включения и как должна работать в составе различных устройств

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики, позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Описание выводов

Микросхема реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4,

используются в качестве выводов двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

В схеме операционного усилителя имеются 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусматривать дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема является популярной и используется в бытовых приборах, эксплуатируемых при нормальных условиях, и в особых с повышенной или пониженной температурой окружающей среды, высокой влажностью и прочими неблагоприятными факторами. Для этого интегральный элемент выпускается в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

Являясь средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам. Компонент без буквы может быть заменен на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D потребуется использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная микросхема выпускается в серии с другими компонентами, которые имеют отличия лишь в температурном диапазоне, предназначенные для работы в суровых условиях.

Встречаются операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за чего сильно разнится и стоимость устройства в различных магазинах.

К серии микросхем относятся LM138, LM258, LM458. Подбирая альтернативные аналоговые элементы для применения в устройствах важно учитывать рабочий температурный диапазон. Например, если LM358 с пределом от 0 до 70 градусов недостаточно, то можно использовать более приспособленные к суровым условиям LM2409. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, тем более, если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из самых подходящих для использования при конструировании небольших устройств являются ОУ LM321, LMV321, у которых также есть аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Особенности включения

Существует много схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут к ним предъявлены при эксплуатации:

  • неинвертирующий усилитель;
  • преобразователь ток-напряжение;
  • преобразователь напряжение-ток;
  • дифференциальный усилитель с пропорциональным коэффициентом усиления без регулировки;
  • дифференциальный усилитель с интегральной схемой регулирования коэффициента;
  • схема контроля тока;
  • преобразователь напряжение-частота.

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Генератор синусоидальных сигналов

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина. При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника. Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 оС с достаточно высокой точностью до 0,02 оС. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод. Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором, эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

Зарядное устройство на LM 358

С использованием ОУ LM 358 часто изготавливают зарядные устройства с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Как пример, можно рассмотреть зарядное устройство для Li — ion с питанием от USB . Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть, при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает. А при полном заряде АКБ схема прекращает работать, полностью закрывая транзистор.

instrument.guru

Обозначение и технические характеристики

Компаратор – это устройство, которое сравнивает два разных напряжения и силу тока, выдает конечный силовой сигнал, указывая на большее из них, одновременно производя расчет соотношения. У него есть две аналоговые вводные клеммы с положительным и отрицательным сигналом и один двоичный цифровой выход, как и у АЦП. Для отображения сигнала используется специальный индикатор.

УГО отображение компаратора выглядите следующим образом:

Фото – УГО компаратора

Изначально использовался только интегрированный компаратор напряжения (MAX 961ESA, PIC 16f628a), который известен как высокоскоростной. Он требует определенного дифференциального напряжения в определенном диапазоне, который существенно ниже, чем напряжение сети питания. Эти приборы не допускают никаких других внешних сигналов, которые находятся вне диапазона напряжения сети.

Сейчас гораздо чаще используется аналоговый цифровой компаратор (Attiny/ Atmega 2313), у которого транзисторный ввод. У него вводный потенциал сигнала находится в диапазоне менее 0,3 Вольт и не поднимается выше. Устройство может быть также ультра быстрого типа (стереокомпаратор), благодаря чему входной сигнал меньше обозначенного диапазона, к примеру, 0,2 Вольта. Как правило, используемый диапазон ограничивается только конкретным входным напряжением.

Фото – Компаратор

Помимо простого прибора, также существует видеоспектральный компаратор на ОУ (операционном усилителе). Это прибор, у которого очень тонко сбалансирована разница входа и высокого сопротивления сигнала. Благодаря такой характеристики, операционный компаратор используется в низкопроводимых схемах с небольшим вольтажем.

Фото – схема компаратора

В теории, частотный операционный усилитель работает в конфигурации с открытым контуром (без отрицательной обратной связи) и может быть использован в качестве компаратора низкой производительности. Но при этом, не инвертирующий вход (+ V) находится на более высоком напряжении, чем на инвертирующий (V-). Высокое усиление, выходящее из операционного усилителя, провоцирует выход низкого напряжения на входе в устройство.

Когда неинвертирующий вход падает ниже инвертирующего входа, выходной сигнал насыщается при отрицательном уровне питания, то он все равно может проводить импульсы. Выходное напряжение ОУ ограничивается только напряжением питания. Принципиальная электрическая схема ОУ работает в линейном режиме с отрицательной обратной связью, с помощью сбалансированного сплит-источника питания (питание от ± V S ). Многие приборы, работающие с компаратором, также имеют свойство фиксировать полученные данные при помощи видео-, фото- или документальной записи. Эти электронные принципы не работают в системах, где используются разомкнутые контуры и низкопроводящие элементы.

Фото – простой компаратор

Но у компараторного усилителя существует несколько существенных недостатков:

  1. Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
  2. Почти все операционные усилители имеют конденсатор внутренней компенсации, который ограничивает скорость нарастания выходного напряжения для высокочастотных сигналов. Исходя из этого, данная схема немного задерживает импульс;
  3. Компаратор не имеет внутреннего гистерезиса.

Из-за этих недостатков, компаратор для управления различными схемами, в большинстве случаев, используется без усилителя, исключением является генератор.

Компаратор предназначен для производственных процессов с ограниченным выходным напряжением, которое легко взаимодействует с цифровой логикой. Поэтому его часто используются в различных термических приборах (терморегулятор, реле температуры). Также его применяют для сравнения сигналов и сопротивлений таких устройств, как таймер, стабилизатор и прочая схемотехника.

Фото – аналоговый компаратор

Видео: компараторы

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Останется только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккумулятора будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить непосредственно при зарядке аккумулятора. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого понадобится блок питания постоянного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в пределах от 10 до 20 В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1 А. Из измерительных приборов понадобится любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр рассчитанный на измерение постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на печатную плату нужно подать от блока питания питающее напряжение величиной 12-15 В на общий провод (минус) и вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). Изменяя напряжение на выходе блока питания от 12 до 20 В, нужно с помощью вольтметра убедиться, что величина напряжения на выходе 2 микросхемы стабилизатора напряжения DA1 равна 9 В. Если напряжение отличается или изменяется, то DA1 неисправна.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от короткого замыкания по выходу и если закоротить ее выход на общий провод, то микросхема войдет в режим защиты и из строя не выйдет. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, то это не всегда означает о ее неисправности. Вполне возможно наличие КЗ между дорожками печатной платы или неисправен один из радиоэлементов остальной части схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить от платы ее вывод 2 и если на нем появится 9 В, значит, микросхема исправна, и необходимо найти и устранить КЗ.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Описание принципа работы схемы решил начать с более простой части схемы, к которой не предъявляются строгие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от электросети в случае отсоединения аккумулятора выполняет часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (далее ОУ).

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Без знания принципа работы ОУ разобраться в работе схемы сложно, поэтому приведу краткое описание. ОУ имеет два входа и один выход. Один из входов, который обозначается на схеме знаком «+», называется не инвертирующим, а второй вход, который обозначается знаком «–» или кружком, называется инвертирующим. Слово дифференциальный ОУ означает, что напряжение на выходе усилителя зависит от разности напряжений на его входах. В данной схеме операционный усилитель включен без обратной связи, в режиме компаратора – сравнения входных напряжений.

Таким образом, если напряжение на одном из входов будет неизменным, а на втором изменятся, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах, напряжение на выходе усилителя скачкообразно изменится.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к схеме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранного на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и поэтому напряжение в точке соединения резисторов, никогда не изменяется и составляет 6,75 В. Второй вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой идет зарядный ток, и напряжение на нем меняется в зависимости от величины тока и степени заряда аккумулятора. Поэтому и величина напряжения на выводе 7 тоже будет соответственно изменятся. Сопротивления делителя подобраны таким образом, что при изменении напряжения зарядки аккумулятора от 9 до 19 В напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6 и напряжение на выходе ОУ (вывод

будет больше 0,8 В и близко к напряжению питания ОУ. Транзистор будет открыт, на обмотку реле Р2 будет поступать напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Напряжение на выходе также закроет диод VD11 и резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как только напряжение зарядки превысит 19 В (это может случится только в случае, если от выхода АЗУ будет отключен аккумулятор), напряжение на выводе 7 станет больше, чем на выводе 6. В этом случае на выходе ОУ напряжение скачкообразно уменьшится до нуля. Транзистор закроется, реле обесточится и контакты К2.1 разомкнутся. Подача питающего напряжения на ОЗУ будет прекращена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ станет равно нулю, откроется диод VD11 и, таким образом, параллельно к R14 делителя подключится R15. Напряжение на 6 выводе мгновенно уменьшится, что исключит ложные срабатывания в момент равенства напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и помех. Изменяя величину R15 можно менять гистерезис компаратора, то есть напряжение, при котором схема вернется в исходное состояние.

При подключения аккумулятора к ОЗУ напряжения на выводе 6 опять установится равным 6,75 В, а на выводе 7 будет меньше и схема начнет работать в штатном режиме.

Для проверки работы схемы достаточно изменять напряжение на блоке питания от 12 до 20 В и подключив вольтметр вместо реле Р2 наблюдать его показания. При напряжении меньше 19 В, вольтметр должен показывать напряжение, величиной 17-18 В (часть напряжения упадет на транзисторе), а при большем – ноль. Желательно все же подключить к схеме обмотку реле, тогда будет проверена не только работа схемы, но и его работоспособность, а по щелчкам реле можно будет контролировать работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, то нужно проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. При отличии напряжений от указанных выше, нужно проверить номиналы резисторов соответствующих делителей. Если резисторы делителей и диод VD11 исправны, то, следовательно, неисправен ОУ.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно отключить одни из выводов этих элементов, схема будет работать, только без гистерезиса, то есть включаться и отключаться при одном и том же подаваемом с блока питания напряжении. Транзистор VT12 легко проверить, отсоединив один из выводов R16 и контролируя напряжение на выходе ОУ. Если на выходе ОУ напряжение изменяется правильно, а реле все время включено, значит, имеет место пробой между коллектором и эмиттером транзистора.

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Принцип работы ОУ А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, за исключением возможности изменять порог отключения напряжения с помощью подстроечного резистора R5.

Делитель для опорного напряжения собран на резисторах R7, R8 и напряжение на выводе 4 ОУ должно быть 4,5 В. Напряжение на выводе 3 А1.1, как Вы уже поняли, должно быть равно напряжению 4,5 в случае, когда напряжение на аккумуляторе достигнет величины 15,6 В для случая тока зарядки 0,3 А. Для больших токов, напряжение будет большим и его нужно подбирать экспериментально. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье сайта «Как заряжать аккумулятор».

Для проверки работы А1.1, питающее напряжение, поданное с блока питания плавно увеличивается и уменьшается в пределах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В должно отключиться реле Р1 и контактами К1.1 переключить АЗУ в режим зарядки малым током через конденсатор С4. При снижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включится и переключить АЗУ в режим зарядки током заданной величины.

Напряжение порога включения 12,54 В можно регулировать изменением номинала резистора R9, но в этом нет необходимости.

С помощью переключателя S2 имеется возможность отключать автоматический режим работы, включив реле Р1 напрямую.

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, наиболее простой вариант индикатора сети на светодиоде. Его применяют в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

Светодиод (HL) вы можете выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть ориентировочно такими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА – 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не меньше 100 кОм, но и не больше 150 кОм, иначе просядет яркость свечения индикатора. Такое устройство можно самостоятельно выполнить в навесной форме, даже без использования печатной платы.

Метка: LM317T

Предлагаемый несложный стабилизатор с регулируемым в широких пределах выходным напряжением и токовой защитой может быть использован как в одноканальных, так и в многока­нальных лабораторных источниках питания.

Выходное напряжение стабилизатора можно регулировать от 3 до 27 В, Наибольший ток нагрузки — 3А. Его прототипом послужил стабилизатор, описанный в статье А.

Уварова “Лабо­раторный источник питания” (“Радио­конструктор”, 2001, …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: https://meandr.org/archives/35226

В радиолюбительской практике в быту и на работе иногда возникает необходимость в резервировании питания различных устройств.

Речь не идет об источниках бесперебойного питания (НРБ), а об аварийном освещении, устройствах охранной сигнализации, любительских метеостанциях, рекламных щитах, радиолюбительских репитерах, туристических палатках, т.е.

в устройствах и системах, где в качестве резервного или основного питания применяется аккумулятор без преобразования …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: https://meandr.org/archives/23888

Здесь представлена схема регулируемого источника питания 1.2 – 36В, 5А (Рис.1). Рис.1. Принципиальная схема Основные элементы – транзистор Дарлингтона TIP147 PNP (Рис.2 ) и линейный регулируемый стабилизатор положительного напряжения LM317 (Характеристики LM317 представлены в таблице 1). Рис.2. Цоколевка транзистор Дарлингтона TIP147

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: https://meandr.org/archives/12584

Для управления напряжением используется потенциометр, который подключается к соответствующему разъему на плате. Напряжения поступает на диодный мост выпрямителя (напр.

4 шт 1N4007), конденсатор (1000 мкФ) и так далее, достаточно только подключить выход трансформатора источника переменного тока

Важно, входное напряжение не должно …. Читать далее

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: https://meandr.org/archives/10314

Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры – стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах.

Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация …

Читать далее

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.

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.

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:

Iout= 1.2/R1.

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.

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Принцип работы

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.

Фото – схема работы компаратора

Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.

Читать также: Какой karcher выбрать для дома

Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.

Почему нужно заряжать аккумулятор автомобиля

Аккумулятор в автомобиле заряжается от электрического генератора. Для обеспечения безопасного режима зарядки аккумулятора после генератора устанавливают реле-регулятор, обеспечивающий напряжение зарядки не более 14,1±0,2 В. Для полной же зарядки аккумулятора требуется напряжение 14,5 В. По этой причине зарядить аккумулятор на 100% генератор автомобиля не может. Поэтому необходимо периодически аккумулятор заряжать внешним зарядным устройством.

В теплый период времени обеспечить пуск двигателя может аккумулятор заряженный всего на 20%. При отрицательных температурах емкость аккумулятора уменьшается вдвое, а пусковые токи из-за загустевшей смазки двигателя возрастают. Поэтому если своевременно не зарядить аккумулятор, то с наступлением холодов двигатель может не запуститься.

Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания

Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.

При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.

При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».

Аналоги LM358

Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C. Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.

Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.

Вы не зарегистрированы? Нажмите здесь для регистрации.

Забыли пароль? Запросите новый здесь.

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

ТипМинимальная температура, °CМаксимальная температура, °CДиапазон питающих напряжений, В
LM158-55125от 3(±1,5) до 32(±16)
LM258-2585от 3(±1,5) до 32(±16)
LM35870от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358-4085от 3(±1,5) до 26(±13)

Если диапазона 0..70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:

Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337). Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.

Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358
  • Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
  • Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0,7 мА.
  • Синфазное входное напряжение: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Синфазный входной ток: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.
Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)

Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • OP221
  • OP290
  • OP295
  • TA75358P
  • UPC358C
  • AN6561
  • CA358E
  • HA17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Виеном в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.

Функциональный генератор

Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.

Генератор прямоугольных импульсов на LM358

В качестве примера использования приведем схему микрофонного усилителя на LM358:

Скачать datasheet LM358 (808,0 Kb, скачано: 11 996)

www.joyta.ru

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Оцените статью:

12V зарядное устройство большинство зарядных устройств

12V зарядное устройство большинство зарядных устройств прекращают зарядку батареи, когда она достигает максимального зарядного напряжения, установленного схемой. Эта схема зарядного устройства 12В заряжает батарею с определенным напряжением, то есть с поглощающим напряжением, и после достижения максимального зарядного напряжения зарядное устройство изменяет выходное напряжение на плавающее напряжение для поддержания батареи на этом напряжении. Абсорбционные и плавающие напряжения зависят от типа батареи.

Для этого 12V зарядное устройство напряжение устанавливается для герметичной свинцово-кислотной (SLA) батареи 12 В, 7Ач, для которой напряжение поглощения составляет от 14,1 до 14,3 В, а плавающее напряжение от 13,6 до 13,8 В. Для безопасной работы и во избежание перезарядки батареи, поглощающее напряжение выбрано как 14,1 В, а плавающее напряжение выбрано как 13,6 В. Эти значения должны быть установлены в соответствии с указаниями производителя батареи.

Принципиальная схема 12V зарядное устройство показана на рисунке. 12V зарядное устройство построено на основе понижающего трансформатора X1, регулируемого стабилизатора напряжения LM317 (IC1), компаратора ОУ LM358 (IC2) и нескольких других компонентов. Первичный трансформатор 230В переменного тока до 15 В-0-15 В, 1 А, используемый в этой схеме, понижает напряжение сети, которое выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается конденсатором С1. Это напряжение подается на вход LM317 для регулирования. Основной схемой является регулируемый источник питания, использующий LM317, с управлением на выходе путем изменения сопротивления на регулировочном выводе 1. Для LM317 требуется хороший радиатор. LM358 — усилитель двойного действия, который используется здесь для контроля перезарядки батареи. Конденсатор C4 должен быть как можно ближе к выводу 1 IC2. Перемычка J1 используется для калибровки (настройки). При настройке зарядного напряжения снимите перемычку и снова подключите ее после калибровки.

Для начальной настройки снимите перемычку J1, выключите S2, включите S1 и отрегулируйте подстроечник VR2, чтобы получить 13,6В в контрольной точке TP2. Также регулировкой потенциометра VR3, добейтесь чтобы светодиод 2 начал светиться. Отрегулируйте подстроечник VR1 так, чтобы он показывал 0,5В (разница 14,1 В и 13,6 В) в контрольной точке TP1. Отрегулируйте VR2, чтобы получить 14,1В в контрольной точке TP2. С этими настройками TP2 должен показывать 14,1 В, когда в контрольной точке TP3 низкое напряжение, и 13,6 В, когда в контрольной точке TP3 высокое напряжение. Подключите перемычку J1. 12V зарядное устройство готово к использованию. Подключите аккумулятор 12В под зарядкой (BUC), соблюдая правильную полярность, на CON2. Включить S2; загорится один из светодиодов LED2 и LED3 (скорее всего, это будет LED2). Если ни один из них не загорелся, проверьте соединения; батарея может быть разряжена. Включите S1 для зарядки. Полностью заряженное состояние батареи будет отображаться светящимся светодиодом 3. Вот есть ситуации, когда возможно вам потребуется перевести какие-либо математические цифровые значения из одной системы счисления в другую то вам на помощь придет калькулятор систем счисления.

Не беспокойтесь, если вы забудете выключить зарядное устройство. Зарядное устройство находится на плавающем напряжении (13,6 В), и его можно держать в этом режиме зарядки вечно. Односторонняя печатная плата для 12V зарядное устройство показана на рисунке, а размещение компонентов в тексте статьи.

Соберите схему на плате, кроме трансформатора X1 и заряжаемой батареи (BUC). Поместите плату в подходящий корпус. Закрепите клемму аккумулятора на передней панели корпуса для подключения аккумулятора. Ну а далее на усмотрение и на сколько хватит фантазии.

Примечание:

Выключите выключатель S2 или отсоедините клеммы аккумулятора, чтобы избежать ненужной разрядки аккумулятора, когда он не заряжается, то есть когда S1 выключен. Подключайте аккумулятор правильно не перепутайте полярность. Корпус микросхемы стабилизатора IC1 не должен быть заземлен, поэтому используйте изоляцию.

Как сделать 12-вольтовую схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

В этом уроке я расскажу вам, как лучше всего построить базовую схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов. Эта схема используется для зарядки перезаряжаемых свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В емкостью от 1 до 7 Ач. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются одними из самых известных аккумуляторов, доступных на сегодняшний день. Из-за их низкой стоимости по сравнению с новыми аккумуляторными технологиями и способности выдавать большие токи (значительный фактор для автомобилей) свинцово-кислотные аккумуляторы до сих пор являются предпочтительным выбором аккумуляторов практически для всех транспортных средств.

Различные аккумуляторы имеют различные процедуры зарядки. И прямо сейчас я расскажу вам, как лучше всего заряжать свинцово-кислотную батарею, используя базовую схему зарядного устройства для свинцово-кислотной батареи.

JLCPCB — передовая компания по производству и производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо испытывали в отношении (качество, цена, сервис и время). Мы настоятельно рекомендуем заказывать печатные платы у JLCPCB, все, что вам нужно сделать, это просто скачать файл Gerber и загрузить его на веб-сайт JLCPCB после создания учетной записи, как указано в видео выше, посетите их веб-сайт, чтобы найти больше! .

Оборудование Компонент

LM317 Распиновка

[inaritcle_1]

Принципиальная схема

Работа цепи

На приведенной выше схеме показана схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов. Основным компонентом схемы является микросхема LM317. Схема дает желаемое напряжение для зарядки 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов или 12-вольтовых аккумуляторов SLA. Ток заряда можно изменить с помощью потенциометра 1K.Эта стационарная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов запрограммирована таким образом, что вам не нужно сосредотачиваться на полной зарядке аккумулятора, поскольку схема естественным образом переключает свою емкость на поток заряда, когда аккумулятор становится полностью заряженным. Свяжите аккумулятор, который вам нужно зарядить, с устройством измерителя и измените потенциометр, чтобы получить идеальный зарядный ток. Используйте радиатор с IC, входной ток должен быть не менее 15 В, чтобы получить выходной сигнал 12 В для зарядки аккумулятора.

Цепь зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В

В Интернете доступно множество цепей зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В, но они не включают индикатор состояния аккумулятора.Если вы хотите узнать состояние батареи, например, разряжена, заряжена или заряжается, вам нужна дополнительная цепь. Чтобы решить эти проблемы, мы объединили три разные схемы и, следовательно, выполняем три разные задачи, такие как зарядка батареи, индикация состояния батареи, а также выделенный порт для разъема переменного источника питания настольного источника питания, если вам это нужно. Эта схема может заряжать аккумулятор емкостью от 50 Ач до 100 Ач с соответствующей визуальной и звуковой индикацией.

Технические характеристики и преимущества цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В

  1. Может заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы 12 В емкостью от 50 до 100 Ач.
  2. Выделенный порт регулируемого источника питания до 18 В постоянного тока при максимальном токе 5 А.
  3. Автоматическое определение аккумулятора и его зарядка соответствующим напряжением.
  4. Отсутствует выходной сигнал на разъеме регулируемого источника питания, когда батарея подключена.
  5. Специальный светодиод и сигнал тревоги при подключении батареи с обратной полярностью.
  6. Специальный светодиод для индикации различного состояния батареи. (разряженный аккумулятор, исправный аккумулятор, зарядка, полный заряд).
  7. Зарядите аккумулятор в 14 часов.2 В и поддерживать 13,4 В, когда он полностью заряжен.

Описание цепи 12-вольтового зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

Принципиальная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В показана на рисунке 1. Эта схема построена на основе стабилизатора фиксированного напряжения, регулятора переменного напряжения, двойного операционного усилителя IC, транзистора, реле, трансформатора и нескольких других электронных компонентов.

Секция выпрямителя:

Питание от сети 220 В переменного тока подается на первичную обмотку понижающего трансформатора с центральным отводом X 1 , который снижает напряжение до 15-0-15 В переменного тока.Это напряжение 15–0–15 В переменного тока выпрямляется двухполупериодным выпрямителем с двумя диодами (D 1 и D 2 ) и фильтруется с помощью одного электролитического конденсатора емкостью 4700 мкФ (C 1 ). Светодиод 1 указывает на наличие сетевого питания, где резистор R 1 ограничивает ток и отбрасывает дополнительное напряжение.

Фиксированный регулятор напряжения Секция:

Стабилизатор постоянного напряжения

разработан на базе стабилизатора постоянного напряжения 12 В LM7812. Нерегулируемое напряжение постоянного тока подается на входной контакт напряжения (контакт 1) микросхемы IC1, а регулируемый источник питания 12 В доступен на контакте вывода напряжения (контакт 3).Конденсатор С2, подключенный на выходе, фильтрует нерегулируемую часть, если таковая имеется. Это фиксированное напряжение постоянного тока 12 В используется для работы охлаждающего вентилятора и обоих реле (RL 1 и RL 2 ). Диод D 3 защищает регулятор напряжения от обратного напряжения.

Переменный регулятор напряжения Секция

Регулятор переменного напряжения

разработан с использованием двух ИС LM138, соединенных параллельно для работы с большим током. Нерегулируемое напряжение постоянного тока подается на входной контакт напряжения (контакт 3) IC 2 и IC 3 .Выходное напряжение регулируется двумя разными переменными резисторами ВР 1 и ВР 2 . Выходное напряжение при регулируемом источнике питания регулируется переменным резистором ВР 2 , где напряжение на порте зарядного устройства регулируется переменным резистором ВР 1 . Диод с D 5 по D 7 используется здесь для защиты микросхемы регулятора переменного напряжения (IC 2 и IC 2 ), где диоды D 8 и D 9 блокируют поток напряжения от аккумулятора. вернемся к регулятору напряжения.Выбор переменного резистора осуществляется реле RL 2 .

Другая схема зарядного устройства, доступная на сайте bestengineeringprojects.com:

1. Схема зарядного устройства 12 В, управляемая Arduino

2. Зарядное устройство для аккумуляторов 12 В с защитой от перезаряда и глубокого разряда

3. Солнечное зарядное устройство на базе микроконтроллера

4. Интеллектуальное зарядное устройство 12 В, 7 А·ч со схемой печатной платы

5. Цепь автоматического поплавкового зарядного устройства

Случай 1: Секция зарядки аккумулятора

При подключении аккумулятора к разъему CON3 операционного усилителя IC 4 подается питание.Операционный усилитель LM358 представляет собой двойной операционный усилитель (IC4:A и IC4:B) и сконфигурирован в режиме компаратора напряжения. Фиксированное напряжение подается на инвертирующий контакт обоих усилителей (контакт 2 и контакт 6), где неинвертирующий контакт получает переменное напряжение в зависимости от напряжения батареи. OP-AMP2 (IC4:B) устанавливается, чтобы определить, разряжена ли батарея или исправна. Если батарея разряжена, т.е. выходное напряжение меньше 9В. При напряжении батареи ниже 9В выход компаратора (IC4:B) на выводе 7 становится низким, в результате чего начинает светиться LED3.Светящийся LED3 указывает на то, что батарея разряжена. Когда напряжение батареи превышает 9 В, выход компаратора (IC4:B) становится высоким, в результате чего светодиод 4 начинает светиться. Светящийся светодиод 4 указывает на то, что батарея исправна. Когда на выходе IC4:B высокий уровень, транзистор T1 (2N2222) получает рабочее напряжение на своей базе и, таким образом, начинает проводить, в результате оба реле (RL 1 и RL 2 ) находятся под напряжением. Когда на реле подается питание, его общий контакт начинает соединяться с контактом N/O, в результате чего на разъеме зарядного устройства (CON4) появляется выходной сигнал, и аккумулятор начинает заряжаться.

Когда аккумулятор полностью заряжен, напряжение на неинвертирующем контакте (контакт 3) становится выше, чем напряжение на инвертирующем контакте (контакт 2), в результате чего выход на контакте 1 становится высоким, а светодиод 7 начинает светиться, указывая на то, что аккумулятор полностью заряжен. Этот высокий выходной сигнал на контакте 1 активирует транзистор T2 (BC547), и некоторое напряжение уходит на землю, что снижает некоторое напряжение (примерно 0,8) на выходном контакте регулятора переменного напряжения (IC 2 и IC 3 ). Таким образом, он поддерживает 13,4 В на CON3, когда батарея полностью заряжена.

Корпус 2: секция регулируемого источника питания

Когда батарея не подключена для зарядки ИС операционного усилителя не получает питания, в результате транзистор T 1 не проводит ток и оба реле (RL 1 и RL 2 ) находятся в обесточенном состоянии. В это время на разъем переменного источника питания (CON4) подается напряжение. Переменный резистор ВР 2 используется для регулировки выходного напряжения на этом разъеме.

При подключении аккумулятора в обратной полярности диод D 13 начинает подключаться в результате светодиод 5 начинает проводить со звуком.Таким образом, горящий светодиод 5 с сигналом тревоги указывает на то, что батарея подключена в противоположной полярности.

LED6 используется для индикации источника питания, доступного на разъеме переменного источника питания CON4. Яркость LED6 зависит от выходного напряжения на CON4.

Конфигурация цепи зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В

  1. Подсоедините все компоненты, как показано на принципиальной схеме.
  2. Удалите перемычку JP2 и JP3, подключив перемычку JP1, и включите переключатель SW1.
  3. Отрегулируйте переменный резистор VR 5 таким образом, чтобы светодиоды 2 и светодиоды 3 включались и выключались попеременно, изменяя состояние обоих реле (под напряжением и без напряжения).
  4. Отрегулируйте переменный резистор VR1 таким образом, чтобы напряжение на выводе VCC микросхемы IC4 (вывод 8) по отношению к земле было равно напряжению полностью заряженной батареи (13,4 В постоянного тока).
  5. Подсоедините перемычку JP3 и отрегулируйте VR4 таким образом, чтобы загорелся светодиод LED7.
  6. Снова отрегулируйте VR1 таким образом, чтобы напряжение, доступное на выводе VCC микросхемы IC4 (вывод 8) по отношению к земле, было равно 14.2В.
  7. Теперь подключите перемычку JP2 и отрегулируйте переменный резистор VR3 так, чтобы напряжение на выводе VCC микросхемы IC4 (вывод 8) по отношению к земле составляло 13,4 В постоянного тока.
  8. Теперь снимите перемычку JP1, и ваша схема зарядного устройства готова к использованию.

Компонент, необходимый для цепи зарядного устройства свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 12 В

Схема печатной платы

: Схема печатной платы для схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В разработана с использованием Proteus 8.1. Реальный размер платы со стороны пайки и со стороны компонентов показан ниже.Поскольку эта печатная плата является однослойной, нам потребуется перемычка на стороне компонентов, как показано на схеме печатной платы ниже. Вы можете скачать схему печатной платы в формате PDF по ссылке ниже.

Рис. 2: Схема печатной платы со стороны пайки реального размера схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В

Рис. 3: Диаграмма печатной платы со стороны компонента фактического размера схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В

Рисунок 4: Расположение перемычек на схеме печатной платы

Рис. 5. Трассировка печатной платы

Рис. 6. Прототип печатной платы для схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В

Щелкните здесь, чтобы загрузить схему печатной платы в формате PDF

A Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов CC/CV 12 В с малым падением напряжения

Для наилучшей зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов часто используется трехэтапная методика, состоящая из начальной зарядки постоянным током, затем подзарядки высоким постоянным напряжением и, наконец, постепенного заряда более низким постоянным напряжением.Но более простой двухэтапный метод также может работать довольно хорошо, который заключается в том, чтобы начать с постоянного тока до тех пор, пока батарея не достигнет определенного напряжения, указывающего, что она близка к полному заряду (≈90%), а затем вернуться к постоянному току. режим напряжения при более низком напряжении непрерывной зарядки, чтобы избежать перезарядки при дозаправке и последующем поддержании заряда батареи.

Обсуждение

Эта двухступенчатая зарядка, конечно, может управляться микропроцессором, но ниже приведено моделирование LTspice относительно простой аналоговой схемы для выполнения этой функции.M1 и Q2 первоначально действуют как цепь постоянного тока с током батареи, определяемым значением чувствительного резистора Rcc.
(Модифицированная конструкция с регулируемым зарядным током потенциометра обсуждается в конце этой статьи) .

Когда напряжение достигает ≈ 14,4 В, что указывает на почти полную зарядку, опорный элемент U1 TL431 2,5 В определяет это напряжение через делитель напряжения, состоящий из R10, R2 и R3 (M2 смещен во время заряда CC). Затем U1 начинает управлять последовательным P-MOSFET M1 через дифференциальные транзисторы Q1 и Q3, переводя схему в режим постоянного напряжения.
Этот режим снижает напряжение коллектора Q3, отключая MOSFET M2 и удаляя резистор R3 из цепи, что снижает выходное напряжение уставки регулирования с 14,4 В до ≈ 13,6 В.
Затем напряжение батареи стабилизируется до этого значения непрерывного заряда 13,6 В, при котором она потребляет ток по мере необходимости для пополнения и поддержания заряда.

Схема имеет низкое падение напряжения, составляющее всего около 0,6 В, поэтому низкое входное напряжение питания может использоваться для минимизации рассеиваемой мощности на транзисторе последовательного регулятора M1.(Это сопоставимо с падением напряжения более 2 В для регуляторов типа LM317.)

Преимущество этого заключается в том, что он позволяет использовать выпрямленный/фильтрованный выходной сигнал стандартного выходного трансформатора 12,6 В переменного тока в качестве источника питания. В противном случае потребовались бы более высокое напряжение и более дорогой трансформатор (например, регулятор типа LM317), а также более крупный радиатор, требуемый от последовательного транзистора с повышенным рассеиванием.

Светодиод D2 загорается, когда батарея подключена и заряжается в режиме CC.Светодиод D3 загорается, когда батарея находится в режиме непрерывного заряда или батарея не подключена. Если вам не нужны эти индикаторы, то светодиоды плюс M3 и связанные с ними детали можно исключить.

Точка срабатывания смоделированного напряжения заряда и напряжения непрерывного заряда являются типичными значениями для свинцово-кислотной батареи 12,6 В. При необходимости их можно отрегулировать, изменив значения R2, ​​R3 и R10. R10 и R2 должны быть рассчитаны в первую очередь, чтобы определить напряжение непрерывного заряда CV (чтобы получить 2.5В на входе U1, Vref). Затем вы выбираете значение R3 (который образует цепь, состоящую из R10 параллельно с R2 и R3), чтобы определить напряжение заряда, при котором оно переходит из режима CC в режим CV (опять же для напряжения 2,5 В при Vref) .

Выбранный зарядный ток, равный ≈0,61В/Rcc, определяется емкостью аккумулятора. (Максимальный установленный предел заряда в первую очередь определяется токовой способностью выбранного последовательного стабилизатора P-MOSFET и мощностью, которую он может рассеивать с помощью своего радиатора.)
Как правило, для хорошего срока службы батареи вы хотите заряжать ее не быстрее, чем за 10 часов для ее емкости в ампер-часах, т. Е. Аккумулятор емкостью 6 Ач следует заряжать током не более 0,6 А, что дает значение Rcc 1 Ом.

Используемые значения зарядки обсуждаются далее  здесь . Схему с регулируемой потенциометром CC см. в конце этой статьи.

Моделирование

Моделирование LTspice показывает постоянный ток заряда батареи, I(Rbat), равный ≈1.22A, как установлено значением Rcc, равным 0,5 Ом, до тех пор, пока не будет достигнуто значение V(Out) 14,38 В, после чего схема переходит в режим непрерывного заряда с падением выходного напряжения до ≈13,57 В. Входное напряжение должно быть ≥15В, но не более 20В.

Схема имеет низкое падение напряжения около 0,6В и чем ближе питание к 15В, тем меньше рассеяние на транзисторе М1. Это означает, что стандартный выходной трансформатор 12,6 В переменного тока в двухполупериодный мостовой выпрямитель Шоттки, как показано в моделировании, должен работать в качестве источника питания.

Требуется достаточная фильтрация, чтобы нижняя точка напряжения пульсаций была не намного ниже 15 В (не менее 5 мФ емкости фильтра на ампер тока).
Обратите внимание, что номинальный среднеквадратический ток трансформатора должен быть как минимум на 40 % (1.4) выше предельного значения постоянного тока зарядного устройства во избежание перегрева трансформатора. Постоянный ток потребляется выпрямителями при пиковом выходе переменного тока, что в 1,4 раза превышает среднеквадратичное значение напряжения, что требует в 1,4 раза большей мощности трансформатора для данного тока.

Хорошим альтернативным источником питания является настенный сетевой адаптер на 15 В. Они относительно недороги, малы и эффективны, поэтому вы можете выбрать максимальный ток заряда батареи, который вам нужен.

За исключением низкого максимального зарядного тока и входного напряжения, M1 должен быть на радиаторе, поскольку он будет рассеивать [V(in)-V(out)] * I(out) ватт, где V(out) является напряжением батареи при заряде постоянным током.

Потенциометр с регулировкой тока

Ниже приведена схема с более сложной конструкцией постоянного тока (описанная здесь ), которая позволяет регулировать зарядный ток от нуля до максимума.Это полезно, если вы заряжаете батареи разных размеров и хотите легко отрегулировать ток в соответствии с требованиями каждой батареи.
Преимущество этой конструкции также заключается в меньшем максимальном падении напряжения (около 240 мВ против 700 мВ) и лучшей стабильности тока. Это снижает падение напряжения цепи до < ½ вольта. Результаты моделирования такие же, как и для модели с фиксированным током, описанной выше, за исключением зарядного тока.

Потенциометр ограничения тока, U2, имеет ступенчатую форму для настроек ползунка 25 %, 50 % и 100 %, что дает зарядные токи, равные 0.75А, 1,35А и 2,6А. (Размер смоделированной батареи также увеличивается пропорционально току, поэтому время зарядки одинаковое.)

Ток заряда можно регулировать от нуля до максимума ≈ 2,6А. Этот максимум можно изменить, используя другое значение резистора измерения тока Rlim. Его значение составляет 0,26/Ilim(max).

Проектирование зарядного устройства с ограничением тока постоянного напряжения для свинцово-кислотной батареи 12 В для ИБП (часть 2/17)

В этом руководстве будет разработано зарядное устройство постоянного напряжения для свинцово-кислотной батареи 12 В.Свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать разными способами и режимами. В этом руководстве будет разработано зарядное устройство постоянного напряжения для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора. Аккумулятор должен питаться ограниченным током, который насыщается, как только в процессе зарядки достигается пиковое напряжение на клеммах. В зависимости от напряжения на элемент батареи 12 В максимальное номинальное напряжение батареи варьируется от 13,5 В до 14,6 В.

 

В этом руководстве схема зарядного устройства предназначена для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с пиковым напряжением на клеммах 14.4 В. Итак, данная схема зарядного устройства заряжает аккумулятор постоянным напряжением 14,4 В и обеспечивает максимальный ток 1,25 А.

Необходимые компоненты —

 

Рис. 1. Список компонентов, необходимых для свинцово-кислотной батареи 12 В. Зарядное устройство с постоянным напряжением и ограниченным током для ИБП

Блок-схема —

 

Рис. 2. Блок-схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов на основе LM317

 

Соединения цепи —

 

Это зарядное устройство легко конструируется и имеет следующие блоки схемы, каждый из которых служит определенной цели — 

1.Преобразование переменного тока в переменный —

Напряжение основного источника питания (электроэнергия, подаваемая промежуточным трансформатором после понижения линейного напряжения от электростанции) составляет примерно 220-230 В переменного тока. Это напряжение необходимо понизить с помощью понижающего трансформатора до требуемого уровня напряжения. В схеме используется понижающий трансформатор номиналом 18В-0-18В/2А. Он способен обеспечить ток 2 А, что хорошо подходит для приложения, требующего тока 1.25 А. Этот трансформатор понижает напряжение сети до 18 В переменного тока.

 

Рис. 3: Принципиальная схема понижающего сетевого питания

 

Важно, чтобы номинальный ток понижающего трансформатора и выпрямительного диода моста был больше или равен требуемому току на выходе. В противном случае он не сможет обеспечить требуемый ток на выходе. Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше, чем максимальное требуемое выходное напряжение.Это связано с тем, что микросхема LM317, используемая в схеме, выдерживает падение напряжения около 2 В. В этой схеме используются две микросхемы LM317, поэтому входное напряжение от трансформатора должно быть на 4-5 В больше, чем максимальное требуемое выходное напряжение, и должно быть в пределах входного напряжения LM317.

 

 

Рис. 4. Изображение понижающего трансформатора 18-0-18 В

 

2. Преобразование или выпрямление переменного тока в постоянный —

 

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока посредством выпрямления.Выпрямление – это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — полуволновое выпрямление, а другой — двухполупериодное выпрямление. В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 18 В переменного тока в 18 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем однополупериодное, поскольку обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока.

 

В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода подключены таким образом, что ток протекает через них только в одном направлении, в результате чего на выходе появляется сигнал постоянного тока.Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

 

 

Рис. 5: Изображение полномостового выпрямителя KBPC3510

 

 

В этой схеме в качестве мостового выпрямителя используется KBPC-3510. Это однофазный мостовой выпрямитель с пиковым обратным напряжением 1000 В и средним выпрямленным выходным током 35 А. Таким образом, он может легко блокировать 18 В при обратном смещении и разрешать 1.Ток 25 А при прямом смещении. Вместо непосредственного использования KBPC-3510 четыре диода SR560 также можно использовать для создания двухполупериодного мостового выпрямителя, который пропускает максимальный ток 1,5 А и при обратном смещении будет способен блокировать питание 18 В.

 

 

Рис. 6: Принципиальная схема мостового выпрямителя

 

3. Сглаживание

Сглаживание — это процесс фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора.На выходе двухполупериодного выпрямителя нет постоянного напряжения. Выходная частота выпрямителя вдвое превышает частоту сети, но все еще содержит пульсации. Поэтому его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе постоянное напряжение постоянного тока. Таким образом, конденсатор (обозначенный на принципиальной схеме как C1) подключен к выходу мостового выпрямителя.

 

Керамический конденсатор (обозначенный на принципиальной схеме как C2) подключен параллельно этому электролитическому конденсатору для уменьшения эквивалентного выходного импеданса или ESR.На выходе схемы зарядки должен быть конденсатор для поглощения любых нежелательных пульсаций. Но в этой схеме на выходе подключена батарея, которая сама выполняет роль конденсатора. Таким образом, нет необходимости подключать какой-либо конденсатор на выходной клемме цепи зарядки.

 

 

 

Рис. 7: Принципиальная схема сглаживающих конденсаторов

 

Конденсатор, используемый в цепи, должен иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение питания.В противном случае конденсатор начнет пропускать ток из-за избыточного напряжения на его пластинах и лопнет. Перед работой с источником постоянного тока следует убедиться, что конденсатор фильтра разряжен. Для этого конденсатор следует отверткой надеть изолированные перчатки.

 

 

Рис. 8. Изображение сглаживающего конденсатора

 

4. Напряжение Регулирование с использованием LM317 –

Для разработки зарядного устройства постоянного напряжения для свинцово-кислотной батареи 12 В требуется источник постоянного напряжения и ограничитель тока.Источник напряжения должен обеспечивать постоянное напряжение, равное максимальному номинальному напряжению батареи. Учитывая зарядный ток свинцово-кислотной батареи, он должен быть вдвое или меньше максимального номинального тока батареи. В этой схеме микросхема LM317 используется в качестве источника постоянного напряжения 14,4 В, так как используемая в схеме батарея 12 В имеет пиковое напряжение на клеммах 14,4 В. Для зарядного тока в качестве источника постоянного тока используется другая микросхема LM317. Этот источник тока ограничит зарядный ток до 1.25А, поэтому батарея никогда не потребляет ток выше этого значения.

 

LM317 используется для регулирования напряжения. LM317 представляет собой монолитную микросхему стабилизатора положительного напряжения. Будучи монолитным, все компоненты встроены в один и тот же полупроводниковый чип, что делает ИС небольшими по размеру, с меньшим энергопотреблением и низкой стоимостью. Микросхема имеет три контакта: 1) входной контакт, на который может подаваться максимальное напряжение 40 В постоянного тока, 2) выходной контакт, обеспечивающий выходное напряжение в диапазоне от 1,25 В до 37 В, и 3) контакт регулировки, который используется для изменения выходного напряжения в соответствии с к приложенному входному напряжению.Для входа до 40 В выходное напряжение может варьироваться от 1,25 В до 37 В. 

 

Для использования микросхемы в качестве источника постоянного напряжения между выходным контактом и землей используется схема резистивного делителя напряжения. Схема делителя напряжения имеет один программирующий резистор (Rp), а другой — выходной установочный резистор (Rs). Выбрав идеальное соотношение программирующего резистора и выходного резистора, можно получить желаемое выходное напряжение. Выходное напряжение микросхемы Vout определяется следующим уравнением –

.

 

В из = 1.25*(1 + (Rs/Rp) (из даташита LM317)

 

Типовое значение резистора программирования (Rp) может быть от 220E до 240E для стабильности схемы регулятора. В этой схеме номинал программирующего резистора (Rp) берется 220Е. Поскольку выходное напряжение должно быть 14,4 В, значение выходного установочного резистора (Rs) можно определить следующим образом –

 

Требуемое выходное напряжение, Vout= 14,4 В

Выходной установочный резистор, Rp = 220E

Подставляя значения Vout и Rp в приведенное выше уравнение, 

14.4 = 1,25*(1+ (рупий/220)

Итак, значение резистора выходного набора –

рупий = 2,3 тыс. (прибл.)

 

 

Рис. 9: Принципиальная схема источника постоянного напряжения на микросхеме LM317

 

 

Для разработки схемы ограничения тока необходимо разработать источник постоянного тока. В схеме в качестве источника постоянного тока используется еще один LM317. Для этого к микросхеме подключается сопротивление (R c ) с выхода на регулировочный штифт.Керамический конденсатор (обозначенный на принципиальной схеме как C3) подключен к выходу этой микросхемы, чтобы избежать скачков напряжения и нежелательных шумов.

 

В нормальном состоянии, когда на выходе требуется постоянный ток, 317 будет поддерживать напряжение 1,25 В на своей клемме регулировки. Следовательно, напряжение на резисторе R c также равно 1,25В. Поскольку потребляемый ток на выходе изменяется, это также должно изменить падение напряжения на резисторе Rc, но LM317 будет регулировать выходное напряжение, чтобы компенсировать постоянную 1.Падение 25В на резисторе R c .

 

Следовательно, напряжение на R c всегда равно 1,25В. Следовательно, через этот резистор протекает постоянный ток. Постоянный выходной ток микросхемы можно рассчитать по следующему уравнению —

.

 

I= 1,25/R c (из паспорта LM317)

 

Здесь I постоянный ток на выходе

 

Значение постоянного тока можно изменить, изменив номинал резистора R c .Поскольку LM317 может обеспечить максимальный ток 1,5 А, значение R c не может быть меньше 0,83E.

 

Должна быть спроектирована зарядная цепь для максимального зарядного тока 1,25 А. Таким образом, используя приведенное выше уравнение, значение резистора Rc для тока 1,25 А можно рассчитать следующим образом:

 

I= 1,25/R с

Положив I= 1,25 А,

R c = 1E

 

При выборе любого резистора необходимо учитывать два параметра: сопротивление и мощность.Мощность зависит от максимального тока, протекающего через резистор. Если взять резистор малой мощности, то большой ток нагреет резистор и приведет к его повреждению. В этой цепи максимальный ток, протекающий через резистор Rc, составляет 1,25 А. Таким образом, мощность резистора можно рассчитать следующим образом:

 

Мощность = (падение напряжения на R c ) * (максимальный ток на R c )

Мощность = 1,25*1,25

Мощность = 1,6 Вт (прибл.)

 

Таким образом, максимальная мощность, рассеиваемая резистором Rc, составляет 1,6 Вт. Поэтому в схеме используется резистор номиналом 2 Вт. В этой схеме резистор Rc включен как резистор R1.

 

Рис. 10: Принципиальная схема источника постоянного тока на микросхеме LM317

 

 

В этой схеме в качестве ограничителя тока используется LM317. Первая микросхема LM317 в цепи, действующая как источник постоянного тока, подает входное напряжение на следующую микросхему LM317, которая действует как источник постоянного напряжения.Таким образом, выходной ток или зарядный ток контролируется первой микросхемой LM317. Таким образом, батарея потребляет ток до 1,25 А. Поэтому источник постоянного тока действует в этой схеме как ограничитель тока.

 

 

Рис. 11: Принципиальная схема источника постоянного напряжения на ИС LM317

 

 

Первоначально ток потребления батареи больше, так как батарея полностью разряжена. Из-за большого тока ИС LM317 начинает нагреваться, и ИС берет на себя большее падение, что снижает выходное напряжение.Таким образом, рекомендуется использовать радиатор для облегчения охлаждения микросхемы и ее увеличения. Наряду с радиатором следует также использовать теплоизоляционный пластырь для дополнительного охлаждения ИС путем нанесения пластыря на обе стороны ИС. Охлаждающий вентилятор также можно использовать для отвода тепла, который может отводить лишнее тепло от микросхемы. Радиатор также является проводником, поэтому контакты микросхемы никогда не должны замыкаться на радиатор, так как это может повредить микросхему.

5. Защитный диод –

Диод D1 используется на выходе для блокировки любого обратного тока от батареи, когда цепь находится в выключенном состоянии.Это спасает микросхему LM317 от обратного тока.

 

Рис. 12: Принципиальная схема защитного диода

 

 

Цепь зарядного устройства действует как источник постоянного напряжения 14,4 В с ограничением по току 1,25 А. 

Как работает схема – Свинцово-кислотные аккумуляторы

являются одними из наиболее часто используемых аккумуляторов. Эти батареи используются в приложениях с высоким потреблением тока и предпочтительны из-за разумного отношения мощности к весу.Эти недорогие батареи просты в разработке и производстве. Эти аккумуляторы можно заряжать тремя способами:

 

1 . Постоянный ток Метод : – В этом типе зарядки постоянный ток подается на батарею путем регулировки напряжения. Для этого метода требуется интеллектуальная схема датчика напряжения, чтобы он определял напряжение и прекращал зарядку батареи, когда напряжение батареи достигает максимального номинального напряжения.

 

2. Постоянное напряжение Метод : – В этом методе на батарею подается постоянное напряжение путем ограничения зарядного тока батареи. Когда батарея полностью заряжена, она потребляет очень меньший ток (около 1-3% от номинального тока батареи), что указывает на то, что батарея полностью заряжена.

 

3. Постоянный ток – метод постоянного напряжения :- Это комбинация обоих вышеуказанных методов. Первоначально подается постоянный ток до тех пор, пока батарея не достигнет максимального номинального напряжения.Затем зарядный ток уменьшается, и зарядная цепь переходит в режим постоянного напряжения. В этом режиме зарядная цепь обеспечивает только тот ток, который необходим для поддержания максимального напряжения батареи.

 

В результате ток начинает уменьшаться с течением времени и достигает значения насыщения. Следовательно, для этого типа схемы зарядки требуется некоторая интеллектуальная схема, которая может контролировать ток зарядки, а также напряжение на клеммах батареи.Чтобы эта интеллектуальная схема могла переключать цепь зарядки из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения. Когда зарядный ток составляет от 1 до 3% от номинального тока батареи, схема останавливает зарядку, определяя ток.

 

У этих методов зарядки есть свои плюсы и минусы. Метод постоянного напряжения является дешевым и эффективным методом зарядки, в то время как метод постоянного тока и постоянного напряжения является наиболее эффективным методом, но требует немного сложной схемы, требующей дополнительных затрат.Сравнение этих методов зарядки представлено в следующей таблице —

.

 

Рис. 13: Таблица, в которой перечислены плюсы и минусы зарядки постоянным током, постоянным напряжением и постоянным током при постоянном напряжении

 

Учитывая сравнение методов зарядки, зарядное устройство постоянного напряжения является наиболее разумным вариантом, который обеспечивает быструю зарядку без необходимости использования сложной схемы. В этой схеме зарядное устройство постоянного напряжения постоянного тока разработано с использованием микросхем LM317 в качестве источника постоянного напряжения, а также источника постоянного тока с ограничением тока.

Тестирование –

После сборки схемы необходимо измерить ее выходное напряжение и ток для проверки работоспособности и стабильности схемы. При тестировании схемы были сделаны следующие наблюдения –

 

Практическое установленное напряжение выхода, Vout = 14,37 В (когда батарея не подключена к выходу)

 

Для проверки цепи зарядки используется свинцово-кислотная батарея 12 В/6 А. Первоначально напряжение аккумулятора составляет 13 В, а после его зарядки примерно до 7-8 часов аккумулятор заряжается до 13 В.5 В. При зарядке аккумулятора были отмечены следующие наблюдения — 

 

 

Рис. 14. Таблица выходных характеристик свинцово-кислотного зарядного устройства с постоянным напряжением и ограниченным током

 

Из вышеприведенных наблюдений видно, что установленное выходное напряжение меньше 14,37 В. Это падение напряжения связано с падением напряжения на диоде D1, включенном последовательно на выходе. По мере уменьшения тока, протекающего через диод D1, падение напряжения на диоде становится низким, что видно из приведенной выше таблицы.Минимальное падение напряжения на диоде D1 (SR560) составляет 0,15 В согласно техническому описанию, поэтому установленное выходное напряжение может быть увеличено до 14,25 В, когда ток, потребляемый аккумулятором, пренебрежимо мал (менее 60 мА)

 

При зарядке аккумулятора в течение примерно 7–8 часов, в последние 1 и 2 часа зарядки аккумулятор заряжается постоянным током около 67 мА, что составляет прибл. 1% от максимального номинального тока батареи (6 А). Когда ток батареи падает ниже 67 мА, батарея полностью заряжена.

 

 

Рис. 15: Прототип зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В с постоянным напряжением и ограниченным током, разработанного для ИБП

 

 

Эта схема зарядки может заряжать только свинцово-кислотную батарею 12 В с номинальным током не менее 2000 мА. Схема имеет следующие преимущества –

• Регулируемый зарядный ток — 

Эта схема зарядки обеспечивает максимальный зарядный ток 1.25 А, но зарядный ток можно регулировать в диапазоне от 10 мА до 1500 мА путем изменения сопротивления резистора R1 (как описано при использовании LM317 в качестве источника постоянного тока)

• Регулируемое выходное напряжение —

Заданное выходное напряжение этой схемы зарядки составляет 14,4 В и может изменяться от 1,25 В до 37 В путем изменения сопротивления резистора R3 (как объяснено при использовании LM317 в качестве источника постоянного напряжения)

 

Это базовая схема зарядного устройства, использующая только две микросхемы LM317.Эту схему следует использовать только для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с номинальным током 2000 мА или более. Следует позаботиться о том, чтобы выход не был закорочен, так как это приведет к короткому замыканию клемм батареи, что может привести к взрыву батареи и возникновению пожара. Могут быть слабые соединения, которые могут привести к отсутствию напряжения или резкому напряжению на выходе. Схема была собрана на макетной плате ручной работы, которая похожа на любую обычную макетную плату, но предназначена для приложений с высокой мощностью.

Схемы цепей


Видео проекта


Filed Under: Electronic Projects

 


Схема автоматического зарядного устройства с использованием LM358 OP-AMP

Компоненты:
  1. R1, R2, R3 1k (1/4 Вт)
  2. VR1, VR2 Потенциометр 10k
  3. Реле HT3F-12В
  4. Д1 1N4007
  5. Д2 1N5408
  6. D3 1N5233B (стабилитрон 6 В)
  7. Q1 BC547
  8. У1 ЛМ358
  9. Светодиод DG (зеленый)
  10. Светодиод DR (красный)
  11. Аккумулятор 12 В

Работа цепи автоматического зарядного устройства:

Прежде всего, напряжение 220В понижается трансформатором до 15В.Затем он выпрямляется и сглаживается конденсатором С1. Регулируется до 14В регулятором напряжения Lm317. Затем он подается в цепь зарядки аккумуляторной батареи. Для установки порогового напряжения зарядки аккумулятора использовались LM358 и два потенциометра (или триммера). Подаем опорное напряжение на инвертирующий вывод LM358. Пороговое напряжение подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя. Если батарея заряжается до порогового напряжения, операционный усилитель включит транзистор, и он будет действовать как переключатель, и реле будет запитано.

Это происходит по мере того, как аккумулятор заряжается, потенциал увеличивается через стабилитрон. Потенциометр настроен так, что именно при пороговом напряжении происходит пробой стабилитрона, и стабилитрон начинает проводить, делая выход ОУ высоким. Это прерывает подачу питания к аккумулятору.

Во время зарядки горит зеленый светодиод, указывающий на то, что батарея заряжается. Когда батарея полностью заряжается, ее напряжение достигает порогового напряжения, это напряжение изменяет выход OP-AMP на высокий уровень.Это меняет положение реле. Следовательно, выключите цепь, но КРАСНЫЙ светодиод будет гореть, указывая на завершение зарядки.

Как установить порог отключения батареи:

Сначала отключите питание цепи.

Подключите переменный источник питания постоянного тока к батарейным точкам цепи.

Примените напряжение, равное пороговому напряжению отключения батареи. Затем отрегулируйте RV1 так, чтобы реле просто срабатывало, то есть напряжение отключения.

Для батареи 12 В это почти 13 В, а для батареи Li-Po — 4,35 В.

Для зарядки литий-полимерных аккумуляторов можно использовать эту схему зарядного устройства на 5 В.
Настройка схемы завершена.
Снимите внешний источник переменного напряжения и замените его аккумулятором для зарядки.

Переменная цепь питания:

Приведенная выше схема является цепью регулируемого источника питания. Эта схема может давать выходное напряжение в диапазоне от 1 или 2 до 37 вольт и выходной ток до 3А.Вы можете использовать приведенную выше схему для создания переменного источника питания.

Работа схемы:

Трансформатор, используемый в приведенной выше схеме, имеет выходное напряжение 15 В, 3 А. Затем мы использовали выпрямитель KBPC3510 для выпрямления переменного тока на выходе трансформатора. Выпрямитель преобразует синусоидальный переменный ток в однонаправленное постоянное пульсирующее напряжение, имеющее переменную составляющую и колебания.

Полярный конденсатор на 1000 мкФ используется для сглаживания источника постоянного тока. После этого с помощью микросхемы LM317 осуществляется управление выходом постоянного тока.С помощью потенциометра 10k можно регулировать выходное постоянное напряжение. Кроме того, крышка 10 мкФ используется для переменной нагрузки.

Компоненты:
  1. Трансформатор T1 15 В (3 А)
  2. KBPC3510 Мостовой диод
  3. C1 1000 мкФ (электролит 25 В)
  4. C2 10 мкФ (неполярный)
  5. R1 220 Ом
  6. ВР 10 кОм
  7. LM317 ИС

Как разработать трехступенчатую схему зарядки аккумулятора | Пользовательский

Трехступенчатые зарядные устройства обычно называют интеллектуальными зарядными устройствами.Они являются высококачественными зарядными устройствами и популярны для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако в идеале все типы аккумуляторов следует заряжать с помощью трехступенчатых зарядных устройств. Для более дорогих свинцово-кислотных аккумуляторов этот трехэтапный процесс зарядки поддерживает аккумулятор в рабочем состоянии.

Прежде чем перейти к схемам трехступенчатых зарядных устройств, мы должны больше узнать о многоступенчатых зарядных устройствах и о том, почему они используются.

Что такое многоступенчатые зарядные устройства?

Многоступенчатые зарядные устройства определяют потребности батареи и автоматически переключаются в режим CC-CV, гарантируя оптимальную эффективность и более длительный срок службы батареи.Эти технологии зарядки аккумуляторов обычно полагаются на микропроцессоры для регулируемой зарядки от 2 до 5 ступеней.

Двухступенчатое зарядное устройство имеет (очевидно) две ступени: объемную и поплавковую. Вы можете наблюдать эти этапы на обычной схеме контроллера зарядного устройства мобильного аккумулятора. Здесь объемная стадия обычно называется форсирующей стадией, в которой батарея заряжается большими токами в течение короткого промежутка времени. Стадия подзарядки, также называемая подзарядкой, происходит, когда аккумулятор заряжается со скоростью саморазряда.

Некоторые зарядные устройства имеют этап восстановления разряженных аккумуляторов. Как упоминалось ранее, эти зарядные устройства повышают эффективность и продлевают срок службы батарей. Возможно, вы видели, как люди заряжают свинцово-кислотные (или другие дорогие) аккумуляторы постоянным источником питания. Это похоже на медленную смерть ваших батарей!

Трехступенчатый процесс зарядки

Как следует из названия, в этом зарядном устройстве есть три стадии: объемная, абсорбционная и плавающая.Обсудим каждый этап.

Накопительный модуль

На базовом этапе заряжено около 80 % аккумулятора. Здесь обеспечивается постоянный ток 25% от номинального значения Ач. Например, в случае батареи емкостью 100 Ач подается 25 А постоянного тока, а напряжение со временем увеличивается.

Вы можете увеличить ток батареи более чем на 25% от ее емкости, что сократит время зарядки, но также может уменьшить срок службы батареи, поэтому не рекомендуется подавать ток выше указанного.Не забудьте ознакомиться с рекомендациями по зарядке от производителей, некоторые батареи также указывают 10% емкости.

Стадия абсорбции

На стадии абсорбции заряжаются оставшиеся 20 % аккумулятора. Здесь зарядное устройство подает постоянный ток, такой же, как напряжение поглощения зарядного устройства, которое зависит от вариантов зарядки, и это потребление тока уменьшается до тех пор, пока батарея не будет полностью заряжена.

Однако иногда ток не падает должным образом.В этом случае аккумулятор может иметь постоянную сульфатацию. Постоянная сульфатация возникает, когда аккумулятор находится в состоянии низкого заряда в течение нескольких недель или более, после чего восстановление аккумулятора становится невозможным.

Плавающая стадия

На плавающей стадии зарядное устройство пытается поддерживать полностью заряженную батарею в одном и том же состоянии в течение неопределенного времени. Здесь снижается напряжение и подается ток менее 1% от емкости аккумулятора. Вы можете оставить батарею заряжаться в этом состоянии навсегда, и батарея не пострадает.

Схемы трехступенчатой ​​зарядки аккумулятора

Давайте поговорим об обычном аккумуляторе 12 В, 7 Ач. Его напряжение поглощения составляет от 14,1 В до 14,3 В, а плавающее напряжение составляет от 13,6 В до 13,8 В. Зная это, нам нужна схема, в которой мы можем регулировать напряжение во времени, чтобы было проще управлять им с помощью потенциометра или мы можем использовать микроконтроллер задачи.

Микросхема регулятора напряжения LM317 — первое, что приходит на ум в связи с этими приложениями.Вы можете выбрать LM338 или LM350 в соответствии с вашими текущими требованиями к емкости. Нам нужны резисторы на выводе регулировки микросхемы для управления выходным напряжением. Для этого мы используем потенциометры 5 кОм и 2 кОм, так как у нас есть фиксированный резистор 270 Ом.

12-вольтовая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В отличие от многих других устройств, это зарядное устройство непрерывно заряжает максимальным током, уменьшаясь только при полном напряжении аккумулятора. В этом устройстве полный ток нагрузки секции питающего трансформатора/выпрямителя был равен 4.4А. Он сужается до 4 А при 13,5 В, 3 А при 14,0 В, 2 А при 14,5 В и 0 А при 15,0 В.

В отличие от многих устройств, это зарядное устройство непрерывно заряжает максимальным током, уменьшая заряд только при полном напряжении батареи. В этом блоке ток полной нагрузки секции питающего трансформатора/выпрямителя составлял 4,4 А. Он сужается до 4 А при 13,5 В, 3 А при 14,0 В, 2 А при 14,5 В и 0 А при 15,0 В.

Работа цепи:

Транзистор Q1, диоды D1-D3 и резистор R1 образуют простой источник постоянного тока.R1 фактически устанавливает ток через Q1 — напряжение на этом резисторе плюс напряжение эмиттер-база Q1 равно напряжению на D1-D3. Предполагая 0,7 В на каждом диоде и на переходе база-эмиттер Q1, ток через R1 составляет приблизительно 1,4/0,34 = 4,1 А. IC гарантирует, что Q1 (и, следовательно, источник постоянного тока) включен.

Сопутствующие товары: Аккумуляторы | Аккумуляторы

Когда батарея полностью заряжена, ток через IC падает до очень низкого значения, поэтому транзистор Q1 отключается (поскольку больше нет тока база-эмиттер).R2 ограничивает ток через IC. Он пропускает через регулятор ток, достаточный для того, чтобы транзистор Q1 был полностью открыт при напряжении батареи примерно до 13,5 В. Уменьшение значения R2 эффективно увеличивает конечное напряжение батареи за счет повышения точки отсечки тока. И наоборот, диод, включенный последовательно с одним из выводов батареи, уменьшит напряжение полностью заряженного аккумулятора примерно на 0,7 В.

Принципиальная схема:

Детали:

  • Конденсаторы
  • Полупроводники
    • D1 = 1N4004 
    • Д2 = 1N4004
    • Д3 = 1N4004
    • Q1 = MJ1504 
    • IC = 7815 РЕГ
    • BR1 = 1N4004x4

Примечания:

  • Входное напряжение зарядного устройства составляет 20 В переменного тока
  • R1 и R2 представляют собой резисторы высокой мощности, такие как 2 Вт, 3 Вт, 5 Вт и могут быть выше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *