Зарядное для аккумуляторов шуруповерта
Зарядное устройство для аккумуляторов шуруповерта
Здравствуйте уважаемые посетители. Хочу предложить несложную схемку зарядного устройства для герметичных аккумуляторов шуруповерта. Схема представлена на рисунке 1.
Основой схемы является трехвыводной интегральный регулируемый стабилизатор положительного напряжения КР142ЕН12А. Стабилизатор допускает работу с током нагрузки до 1,5А. Этим параметром и ограничивается максимальный ток заряда аккумуляторов.
Схема работает следующим образом. Переменное напряжение величиной 12,6 – 13В, снимаемое с вторичной обмотки сетевого трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 – D3SBA40. Его можно заменить на RC201, RS201, KBP005, BR305, KBPC1005 или собрать мост из отдельных диодов с прямым выпрямленным током не менее двух ампер. На выходе выпрямителя стоит конденсатор фильтра С1, который уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. На конденсаторе уже присутствует постоянное напряжение равное амплитудному значению переменного напряжения 12,6… 13В. Т.е. 12,6 • √2 ≈ 17,7В. Такое напряжение будет, если в качестве сетевого трансформатора будут применены готовые накальные трансформаторы, например ТН17, ТН18, ТН19 с соответствующим подключением вторичных обмоток. У меня трансформатор – перемотанный ТВК-110Л1. Действующее напряжение его вторичной обмотки – 14В.
С выпрямителя напряжение подается на интегральный стабилизатор DA1, выходное напряжение, которого устанавливается с помощью резистора R4 на уровне, необходимом для вашего конкретного аккумулятора. Например, вы знаете, что напряжение полностью заряженной батареи равно 14,1В, то такое напряжение и надо выставить на выходе стабилизатора. Датчиком тока зарядки служит резистор R3, параллельно которому включен подстроечный резистор R2, с помощью этого резистора устанавливается уровень ограничения зарядного тока, который равен 0,1 от емкости аккумулятора. Мощность, выделяемая на резисторе R3 равна I2 заряда • R3 = 1,52 • 1 = 2,25Вт, так что можно применить двухваттный резистор номиналом 1Ом, но при этом зарядный ток надо немного уменьшить. Вообще данная схема является стабилизатором напряжения с ограничением по току нагрузки. На первом этапе аккумулятор заряжается стабильным током, потом, когда ток заряда станет меньше величины тока ограничения, аккумулятор будет заряжаться уменьшающимся током до напряжения стабилизации микросхемы DA1.
Датчиком зарядного тока для индикатора HL1 служит диод VD2. В этом случае светодиод HL1 будет индицировать прохождение тока вплоть до, ? 50 миллиампер. Если в качестве датчика тока использовать все тот же R3, то светодиод будет гаснуть уже при токе ≈0,6А, т.е. конец зарядки аккумуляторов, судя по погасшему светодиоду, наступал бы слишком рано. Аккумулятор не был бы полностью заряжен. Этим устройством можно заряжать и шестивольтовые аккумуляторы. Кстати можно прикинуть, возможно ли заряжать аккумуляторы с напряжением 1,25В. Напряжение на входе стабилизатора DA1 – 20В, ток заряда допустим — 1,5А. первоначальное напряжение на аккумуляторе равно одному вольту, значит, в этом случае на микросхеме упадет 20В – 1В = 19В. При этом на ней выделится мощность равная U•I = 19В • 1,5А = 28,5Вт. Максимально допустимая мощность рассеивания для КР142ЕН12А равна 30Вт. Т.е. при условии применения соответствующего радиатора возможна зарядка и отдельного аккумуляторного элемента с напряжением 1,25В. Площадь радиатора для данной мощности можно прикинуть по диаграмме здесь.
Зарядное устройство собрано на печатной плате, рисунок которой можно скачать здесь. Специфические детали, которые применил я, показаны на фото1. Ну, я думаю, что имея топологию платы в формате лау, вы можете применить и другие комплектующие, изменив рисунок проводников. Если в качестве сетевого трансформатора будете использовать ТВК-110Л1, то первичную обмотку можно оставить полностью, т.е. 3000витков. Значит, в этом случае количество витков на один вольт будет равно W1вольт = W1/U1 = 3000/220 ≈ 13,7. Количество витков вторичной обмотки будет равно W2 = U2 • W1вольт = 12,6 • 13,7 ≈ 173 витка. Диаметр провода D = 0,7√I = 0,7 • √1 = 0,7мм – для тока заряда в 1А. Если вторичная обмотка не будет убираться в окне сердечника, то придется пожертвовать небольшим током холостого хода трансформатора и пересчитать количество витков первичной обмотки для другого коэффициента. Считаем. Площадь сечения сердечника ТВК-110Л1 Sс = 6,4см2 (ШЛ20×32), W1вольт = 50/Sс = 50/6,4 ≈ 8витков на вольт, тогда количество витков первичной обмотки будет равно 220 • 8 =1760витков. Придется смотать 3000 — 1760 = 1240витков. Ну, вторичную обмотку пересчитаете уже сами. Если возникнут вопросы, то у меня есть просьба, задавайте их на форуме. Возможно ответы на них будут интересны и другим посетителям сайта. До свидания. К.В.Ю.
Скачать схему и рисунок печатной платы.
Зарядное для аккумуляторов шуруповерта (3593 Загрузки )
56 комментариев к “Зарядное для аккумуляторов шуруповерта”
Подскажите, какой тип диода VD2 использовать, при условии, что АКБ 12в 1200мА?
В качестве VD2 можно использовать диоды серии КД202 с любым буквенным индексом или импортные диоды, например, 1N5401, RL201, 1N5391.
Спасибо за быстрый ответ. Указанных диодов в наличии не нашел, хочу поставить RM11C (1000в 1,2А Uпад. 0,9в=при 1,5А). Скажите, можно его использовать?
Да, можно.
Извините за назойливость, но остался один вопрос, самый главный — не гаснет HL1. Детали и АКБ 12В новые, единственное расхождение R2 поставил 220 Ом. D1 — RS207 (2A), DA1 — LM317. Пробовал выставлять U вых. 12-14,5В. АКБ заряжался несколько раз по 24 часа, каждый раз после глубокой разрядки, но каждый раз U АКБ получается ниже примерно на 1В U выставленного, соответственно светодиод не гаснет. HL1 без подключенного АКБ горит в пол накала, с подключенным АКБ горит ярко. Если подключить параллельно VD2 резистор 10 Ом, то без АКБ HL1 не горит. Помогите разобраться, с ув. Андрей.
Здравствуй, Андрей. На то и сайт, чтобы находить ответы на возникающие вопросы. И так, аккумулятор не подключен, первое, светодиод индикации подключения аккумулятора светится в том случае, когда на базе транзистора VT1 появляется напряжение, а появляться оно должно, когда через диод VD2 протекает ток. Но напряжение на базе этого транзистора может появиться и через приоткрытый транзистор VT2, а приоткроется он, если на его базе есть тоже некое напряжение или транзистор неисправен. Попробуй перемкнуть резистор R4, тогда на коллекторе транзистора 2 будет «0». Светодиод должен погаснуть. Замерь напряжения на базах транзисторов. Потом пойдем дальше.
Спасибо за рекомендации. Перезвонил все детали, причина была в светодиоде, он оказался какой-то «гиперчувствительный», при обесточенной схеме начинал слабо светиться от прикосновения паяльника. Заменил на другой, теперь загорается только при подключении в сеть и АКБ. Но есть и другая проблема, прошло 8 часов зарядки, а U АКБ застыло на 11,66В, U вых.=12,5В. Мне кажется, что в данный момент ток зарядки слишком маленький, так можно заряжать трое суток, HL1 не гаснет, но если убавить U вых., то светодиод гаснет. Радиатор LM317, R3, трансф-р чуть теплые, около 30С, U вых. регулируется 7,2-14,8В.
Привет, Андрей. В данном случае возможен выход из строя одного из аккумуляторов входящих в батарею.
Спасибо за ответ. В том то и дело, что АКБ новый. Я его конечно проверю, всякое бывает, но что вы думаете, чтобы подключить анод HL1 к выходу DA1, тогда светодиод будет индицитровать U вых. Ведь на входе стабилизатора напруга больше, чем на его выходе, может поэтому HL1 не гаснет?
Значит 11,66 В, это есть напряжение полностью заряженного данного аккумулятора, это значение напряжения и надо выставлять на выходе микросхемы резистором R4. А светодиод HL1 — это индикатор тока зарядки, а не величины напряжения на аккумуляторе.
Большое спасибо за разъяснения.
Вы оказались правы, две банки в АКБ (абсолютно новом!!!) не подавали признаков жизни, напряжение на них было 0.00В. Подал на каждую банку по очереди 14.5В 10А в течении нескольких секунд, и о! чудо! напряжение стало 1.31В. Общее напряжение АКБ=13.2В. Подключил данное ЗУ и светодиод не горит! Вчера на ночь поставил на зарядку свинцовый аккумулятор 12В 1.2А, утром HL1 не горел. Еще хотел уточнить, какое напряжение на выходе надо выставлять для АКБ 12В? Я ставлю 12.5В. Спасибо за помощь! С ув. Андрей.
На выходе зарядного выставляется напряжение, равное напряжению полностью заряженного аккумулятора. У тебя оно, я так понял, равно 13,2 В.
Подскажите какой светодиод нужно использовать? И какой диод VD2&
Здравствуй, Павел. Светодиод можно применить любой, но не сверхъяркий. Выбор диода VD2 связан с выбранным током зарядки аккумуляторов. Если ток заряда один ампер, то диод должен выдерживать хотя бы два. В этом случае подойдут импортные диоды, например, RL201. Можно 1N5400 — 3 ампера. Отечественные диоды КД226А — 2А, КД257А — 3А и тд.
Здравствуйте!Подскажите,пожалуйста,а можно вместо кт3102 использовать с945?
Здравствуй, Виктор. Да, можно. У них тоже большой коэффициент усиления.
спасибо.только вот светодиод в полнакала светится без акб.хоть проблему и описывали раньше.спасибо.
Привет, Виктор. Попробуй в базу транзистора VT1 поставить резистор, т.е. уменьши начальный ток коллектора этого транзистора. Номинал надо подобрать. Или попробуй увеличить номинал резистора R1.
на базе обоих транзисторов,без акб,напряжение 0,6в.а в каких пределах подобрать резистор для vt1?спасибо.
Попробуй начать с 1ком. А вообще пределы не ограничены. Я собрал эту схему из всего, что было, даже и не задумывался, что индикатор тока так критичен к разбросу параметров транзистора и диода.
Скажите, а можно эту схему использовать для зарядки Li-ion аккумуляторов 3,7В 1500 mAh? Или трех таких АКБ соединенных последовательно (для р/станции)?
Можно.
Здравствуйте.
Не совсем понятно как работает сигнализация об окончании заряда на транзисторе VT1. Ведь токоизмерительный резистор R3 включен последовательно в цепь после делителя на резисторах R5,R4 по которому должен протекать какой-то ток без подключенной АКБ, которого может хватить, чтобы открыть транзистор VT1?
Датчиком тока для сигнализации на светодиоде является диод VD2. Токоизмерительный резистор R3 включен последовательно в цепь перед делителем на резисторах R5,R4 и входит в схему ограничения максимального тока заряда. Это две отдельные схемы. И самое главное, это простенькая схема и может случиться так, что действительно светодиод будет гореть даже при отсоединенной батарее, так как схема сигнализации не имеет порогового устройства. Я собирал эту схему из того,что было под рукой и ни каких проблем. Одной из причин свечения светодиода может быть его очень маленький рабочий ток, например у сверхъярких диодов.
Здравствуйте Все!!!Я по поводу транзистора VT2,в данной схеме он не работает,в схеме есть ошибка.Точка соединения подстроечных резисторов нужно отсоединить от резистора R3 и АКБ,тогда схема ограничения тока заряда будет правильно работать,странно что все радиолюбители не заметили этого.Всем удачи!!!!
А можно эту схему использовать для зарядки 18 В аккумуляторов или что нужно изменить в ней? Заранее спасибо за ответ. С уважением, Сергей.
Привет, Сергей. Для увеличения напряжения заряда надо увеличить напряжение на входе до 24В и подобрать резистор R4 так, что бы на выходе было необходимое напряжение для заряда.
Спасибо за оперативность. Думаю сделать зарядку универсальную от 12 до 18 вольт.
Здравствуйте! А подскажите,по тем подстроечным резисторам. Их все же надо отрывать от земли?
Привет, Игорь. Ты про какую землю? Где ты ее увидел?
Здравствуйте! В посте от 15 августа 2015 года было написано , что «„ Точка соединения подстроечных резисторов нужно отсоединить от резистора R3 и АКБ,тогда схема ограничения тока заряда будет правильно работать,странно что все радиолюбители не заметили этого.Всем удачи!!!!“»
Я про эту точку. И еще. Сегодня собрал все по схеме. Абсолютно. Без подключенного АКБ горит светодиод окончания заряда. И напряжение в среднем положении резистора R4 равно 3,7 вольта на выходе. В крайних положениях равно 2,3 вольта. На входе LM 317 Т 20,3 вольта постоянки. Цоколевку у микросхемы и правильность распайки перепроверял. Есть подозрение, что она не правильно работает из за отсутствия на ее выходе электролитического конденсатора. В даташите на нее обычно указывают минимальную входную и выходную емкости перед и после микросхемы. так вот в схеме на выходе ее нет. У меня раньше случалась некорректная работа КРЕНок без этих емкостей. заранее спасибо, если что подскажите.
Привет, Игорь. Забудь про это точку. R3 — это датчик тока. Все собираю по схеме. На счет абсолютного трудно вериться, по своему опыту знаю. Сто раз проверишь — все нормально, а потом на 101 начинаешь себя ругать на чем Свет стоит. Светодиоды разные бывают и некоторые начинаю светиться без зарядного тока. Попробуй поставить последовательно с ним резистор. Попробуй поставить емкости на выход. У меня все работает в иаком виде, как указано на схеме.
Привет всем! Разобрался. у меня резистор попался с нелинейной какой то там мудреной характеристикой.Заменил на другой и все ок. Только поставил 4,7 ком, чтобы регулировалось от нуля до 20 вольт. И еще. Резистор регулировки тока R2 номинал по схеме 200 ом. Регулировал максимальный ток заряда от 0,5 до 2 ампер но как то резко- ступенчато. Поставил переменник на 1 ком и плавно все стало регулироваться. Но ниже 0,5 ампер так и не опускается. А так все отлично заработало! Спасибо!
Здравствуйте! Купил скутер, и возникла необходимость в зарядном устройстве. Собрал по данной схеме. Входное напряжение 20 В. Напряжение плавно регулируется потенциометром, ток не регулируется остается в пределах 250 ма. При регулировке напряжения светодиод меняет интенсивность свечения. R1 — 2,2 К. При подключении АКБ сгорел потенциометр 2,7К. Микросхема лм317, транзисторы с945. Подскажите, пожалуйста, почему сгорел R4? Возможно, при подключении АКБ замыкается цепь из R5 и R4, и вылетает менее мощный R4. Спасибо.
Привет, Павел. трудно, что либо конкретно из далека сказать. В свое время я такие схемы собирал поэтапно. Сперва собери просто стабилизатор напряжения и проверь его работоспособность, затем добавь Светодиод, R1 и транзистор с диодом, проверь и настрой если надо моменты зажигания светодиода в зависимости от величины протекающего тока заряда. Ток контролируй прибором. Потом подключишь схему стабилизации тока заряда на VT2.
Спасибо за совет. Действительно, реализация схемы требует подбора элементов, особенно резисторов. Пожалуй, соберу все на макетке — быстрее замена деталей, — и поэкспериментирую. Уж очень понравилась эта схемка.
Да, схема подкупает своей простотой, но такие схемы, имеющие не большое количество элементов, но выполняющие сразу несколько функций (стабилизация U, I, индиккация), очень капризны и требуют подборку элементов.
Для уменьшения тока зарядки (кому нужно конечно ) , увеличьте R3 c 1оM до 1,5-2,0оМ .
Люди добрые, объясните-в каком случае должен загораться светодиод-когда аккумулятор уже заряжен или при подключении разряженного? Что-то непонятно описано.
Привет, Александр. Светодиод должен гореть тогда, когда протекает ток заряда. Со временем ток заряда падает и светодиод гаснет. Иногда попадаются «чувствительные» светодиоды и светятся даже без прохождения тока заряда. В этом случае попробуй подобрать резистор R1, чтобы без тока зарядки светодиод не горел.
Здравствуйте. Либо лыжи не едут... У меня почему-то наоборот-светодиод загорается после окончания зарядки...
Привет, Александр. Трудно однозначно сказать в чем причина. Странно конечно, но в радиоэлектронике чудес не бывает. Здесь анализ схемы по напряжениям нужен.
Здравствуйте!Заработала схема, НО теперь еще одна проблема- ток не регулируется, заряжается по максимуму, так что КРЕНка раскаляется.Все детали строго по схеме, на R2 не реагирует. Скажите пожалуйста, что проверить?
Привет, Александр. В схеме то пять деталей, я бы на твоем месте заново собрал из других деталей на макетной плате.
Всем здравствуйте! Ура, заработало! R3 увеличил до 10 Ом, ток стал регулироваться... Ну и слава Богу и автору!
Здравствуйте, подскажите пожалуйста. Без подключения Акб. При уменьшении напряжение до ноля светодиод горит ярко, а при увеличении тускнеет. Правильно ли это?
Привет, Денис. Без подключения аккумулятора светодиод вообще не должен светиться. Он должен засветиться, когда через диод VD2, будет течь ток заряда аккумулятора. В этом случае на диоде будет происходить падение напряжения, плюс которого приложен к базе транзистора, он в свою очередь откроется и HL1 начнет светиться.
Здравствуйте подскажите пожалуйста можно ли вместо трансформатора использовать готовый блок питания импульс. 12в 2.5а и вместо крен поставить lt1083ct
Подскажите еще светодиод горит тускло без АКБ при подключении АКБ поярче. Если отсоединить r3 то светодиод перестает гореть при подключении в сеть
Можно использовать и lt1083ct. Но для зарядки 12 В аккумуляторов, нужно напряжение на входе вольт 15.
Денис, я же тебе объяснил, как должен работать этот светодиод. Я больше ничего добавить не могу.
«Без подключения аккумулятора светодиод вообще не должен светиться. Он должен засветиться, когда через диод VD2, будет течь ток заряда аккумулятора. В этом случае на диоде будет происходить падение напряжения, плюс которого приложен к базе транзистора, он в свою очередь откроется и HL1 начнет светиться.» Я не могу на расстоянии конкретно сказать, что со схемой не так.
Спасибо, буду пробовать
Здравствуйте. Неправильно стоит на печатке микросхема, если судить по фото как прикручена к радиатору. Как бы ничего страшного, можно просто перевернуть её только радиатор нужно будет другой. И пока не могу добиться регулировки по току. Подстроечник R2 не реагирует никак, вообще непонятно как он будет реагировать если он перемкнут спротивлением R3 в 1 Ом.
Привет, Сергей. R3 — это датчик тока и с него напряжение через R2 подается на базу транзистора. Схема на первый взгляд проста, но очень привередлива.
Всем вопрошающим! Попробуйте прочитать 1й том книги Хоровитца и Хилла «Искусство схемотехники». Там все объяснено и начните измерять, думать и анализировать, а не звать маму как маленькие дети увидевшие непонятную ситуацию. Интересно разобраться и понять самому работу устройства а не жить чужими советами торопясь сделать быстро и не понимая что ты делаешь, как Крош из Смешариков. Посмотрите эти мультики, может поможет. Терпения и терпения автору...