Зарядное для авто со стабилизацией тока на L200
Зарядное для авто со стабилизацией тока на L200, с амперметром и вольтметром
Зарядное устройство, схема которого показана на рисунке 1, предназначено для зарядки автомобильных двенадцати вольтовых аккумуляторов емкостью до 75 ампер-часов.
Основой данного зарядного устройства является микросхема L200, обеспечивающая стабилизацию, как выходного напряжения, так и тока заряда.
L200 Datasheet PDF
Мощность, на которую рассчитана данная микросхема в документации, я не нашел. Но ее можно косвенно определить по представленному графику «Безопасная рабочая зона»
По графику можно определить, например, что при температуре +125⁰С, при токе нагрузки, на который рассчитана данная микросхема — 2А и падении напряжения на ней, равному 18 вольт, микросхема может обеспечить без разрушения мощность, равную 36 Вт. Вообще данная микросхема имеет внутреннюю функцию ограничения максимальной мощности, что очень хорошо.
Для обеспечения большого зарядного тока в схему введен дополнительный мощный составной транзистор КТ825. При соответствующем размере радиатора данный транзистор может обеспечить зарядный ток в 12,5А, который соответствует току заряда аккумулятора емкость 125 ампер-часов. Прикинуть необходимую площадь теплоотвода можно по монограмме из статьи «Расчет радиаторов» . Данный транзистор можно заменить импортным составным p-n-p транзистором, например, серии TIP145, но у этого транзистора максимальный ток коллектора – 10А.
TIP145 Datasheet PDF
В качестве измерительного устройства в схеме применен цифровой вольтамперметр китайского производства из магазина aliexpress.ru. Внешний вид его показан выше на фото1.
Работа схемы
При подаче напряжения питания на вход схемы на выходе микросхемы DA1 L200 выводе 5 появляется стабилизированное напряжение. Величина выходного напряжения стабилизатора зависит от соотношения величин резисторов выходного делителя R4 и R5 и вычисляется по формуле 1:
Из формулы видно, что чем больше величина резистора R4, тем больше выходное напряжение. Исходя из этой формулы, при необходимости, можно вычислить и номиналы резисторов R4,R5. Формулы: два и три соответственно.
Оперируя этими формулами можно применить и другие номиналы резисторов данного делителя, имеющиеся у вас в наличии. В разумных пределах конечно. Минимально-возможное выходное напряжение схемы равно 2,77 вольта. Это напряжение внутреннего ИОНа стабилизатора напряжения.
При подключении нагрузки к выходу схемы начинает протекать ток по цепи :Входная клемма — плюс выпрямителя (на схеме не показан) –> резистор R1 –> вход, вывод 1 микросхемы DA1 -> выход DA1, вывод 5 –> резистор R2 –> диод Д1 –> верхний конец нагрузки –> нижний – общий провод –> минус выпрямителя. При прохождении тока через резистор R1, на нем будет образовываться напряжение. При малом токе этого напряжения будет недостаточно для открытия мощного транзистора VT1 и ток нагрузки будет протекать непосредственно через внутренний управляющий резистор микросхемы. При увеличении тока нагрузки, начнет увеличиваться и напряжение между эмиттером и базой VT1, стоящего параллельно микросхеме. Как только оно превысит уровень в 0,7 вольт, он начнет открываться. Таким образом, при больших значениях тока нагрузки основной ток будет течь именно через VT1.
Микросхема DA1 L200 имеет вывод 2 – вывод лимитирования тока. Величина напряжения между выводами 5 и 2, при которой начинается ограничение тока нагрузки у данной микросхемы равно 0,45В. Исходя из этого, при величине резистора R2 (датчике тока) равной 0,036 Ом максимальный ток ограничения данной схемы будет равен:
= 0,45/0,036 = 12,5А. Это для случая, если вы будете заряжать 125 аккумуляторы. Транзистор КТ825 такой ток выдержит, с соответствующим теплоотводом, а вот диод VD1, надо заменить на более мощный или поставить два диода в параллель. Диод или диоды так же необходимо снабдить соответствующими теплоотводами. От величины резистора R2 зависит величина максимального тока ограничения.
Но здесь есть большое НО! Заявленные разработчиком пределы отклонения напряжения ИОН (0,38В… 0,52В)для компаратора тока для китайских производителей, ни чего не значат. При испытаниях данной схемы, у конкретного экземпляра L200, опорное напряжение было равно 0,714В. Значит, в формулу 4 надо вместо 0,45 подставлять значение напряжения ИОН конкретно применяемой микросхемы. Замерить его можно собрав схему и загнав ее в режим стабилизации, измерить напряжение между выводами 2 и 5 L200. Для тока 12,5А при напряжении U2-5, равному 0,714В величина резистора R2 – 0,714/R2 = 0,05712 Ом. При этом возрастет мощность потерь. P = I² • R2 = 8,925 Вт. Имейте это ввиду.
Для плавной регулировки тока ограничения в сторону уменьшения в схему введен диод Д1 и переменный резистор R3. Благодаря определенной форме своей ВАХ, диод в данной схеме работает, как низковольтный стабилизатор напряжения. Величина падения напряжения на диоде мало зависит от величины проходящего через него тока. Параллельно ему стоит резистор R3, с которого необходимая часть напряжения, падающая на диоде, плюсуется к паданию напряжения на датчике тока, резисторе R2, и подается на вывод 2 DA1. Минимальный ток стабилизации зависит от прямого падения напряжения на конкретном диоде. Например, для диода Д214А это напряжение примерно равно одному вольту, а Д214 – 1,2 вольта.
Данным устройством можно заряжать не только автомобильные аккумуляторы, но и щелочные. Заряжать можно двумя способами. Зарядка определенным стабильным током за определенное время. Зарядка с ограничением первоначального тока заряда до нужного напряжения.
Я специально не стал приводить схему выпрямителя, все зависит от вашего выбора, что вы будете заряжать. Например, для зарядки аккумуляторов емкостью 55 ампер-часов с током заряда 5,5 ампера прекрасно подходит унифицированный трансформатор ТН60.
Успехов. К.В.Ю.
34 комментария к “Зарядное для авто со стабилизацией тока на L200”
Это что , фишка такая , не указывать чем открывается скачанная статья ? Уж у меня то 10-ка с кучей открвашек и то не справилась . Жирный минус тебе Юра !
Владимир, ты чё? Значок архива RAR не знаешь? «Уж у меня то 10-ка с кучей открвашек»
Виталий, Ну и где ты видел значок архива RAR ?????????
РАР его не опознает . У меня последняя версия .
Привет, Владимир. Статья находится в архиве с расширением RAR. Ссылка рабочая. проверено. Полсотни скачиваний.Проблемы возможно с твоей стороны.
У меня их три открывашки RAR разных. Ни одна не открыла.Скажите какой хитрый архив !Тысячи других открывает , а эту нет...
Перекачал еще раз ...Та же самая фшка . Автор не морочь людям голову . Можно конечно скопировать и сохранить в Ворде , но зачем тогда ты выкладываешь ? Не хочешь делиться ? Ну и не печатай тогда свои статьи...
Продублирую здесь тоже. Теперь архив исправен .
Здравствуйте! Подскажите пожалуйста:
1.Диод VD1 выполняет функцию защиты микросхемы и силового транзистора от переполюсовки?
2.Возможно ли предположить хотя бы ориентировочно какое тепловыделение будет на микросхеме при 10 амперах тока заряда мне непонятно какая часть зарядного тока будет идти через нее а какая (понятно что основная)через силовой транзистор. это необходимо при сборке для определения площади радиатора микросхемы и нужен ли он вообще (хотя бы приблизительно грубо с запасом?
Спасибо за интересную статью!!! Не понимаю людей собирающих аналогичные линейные зарядники на лм317 с учетом того что здесь встроен стабиллизатор тока.
На ютубе данная схема была бы в топе просмотров ответственно заявляю т.к. в поиске линейных зарядок для авто акб пересмотрел там кучу видео. Про эту микросхему мало кто знает а она проста дешева и практична в плане отсутствия доиолнительных схем со стабиллизацией тока.
Привет Виктор. Диод, это своеобразный стабилизатор напряжения на уровне примерно 0,7В. С него снимается напряжение и подается на усилитель управления током L200. Он не является защитой от переполюсовки, так что будте осторожны. Мощность на микросхеме вычислить просто (когда знаешь как) Ток умножить на разность напряжений вход\выход. Ток = 0.25А, потому как при таком токе начинает открываться транзистор (3Ом х 0,25 = 0,75В — напряжение открытия биполярный транзисторов) и ток нагрузки уже течет через него. Радиатор на микросхему ставится в любом случае с расчетом на внештатную ситуацию.
Ютуб это хорошо, но у меня нечем снимать ролики. Если хочешь можешь сам снять ролик о процессе изготовления зарядного. Я потом вставлю его в статью для других радиолюбителей. А можно написать новую статью с твоим авторством.
С пк не отправляется коментарий
Привет, Виктор, а этот коммент с чего?
Здравствуйте. С телефоа заходил. А вчера и с телефона не смог написать.
Собрал и запустил схему но смущает падение напряжения на К-Э транзистора до 5,5Вольт + диод 0,7В и того 6,5 Вольт это при выставленном макс напряжении на выходе при и 8Амперах.
Вчера завел тему на форуме. Нужна помощь чтобы довести до ума и доработать.
Каким диодом можно заменить Д214?
Привет, Влад. 214 заменяется любым, выдерживающим ток заряда аккумулятора. Если пределы регулировки небольшие, то можно применить и германиевые, и Шоттки, при этом уменьшатся потери на тепло, выделяющееся на диоде.
Про какой форум идёт речь? Он имеет отношение к этому сайту? Если да, то дайте ссылку на форум.
Привет, Владимир, а в каком месте идет речь про форум, что то я не нашел. Вообще то на сайте был форум, но он глюкнул так, что восстановить я его не смог. Пришлось к сожалению закрыть.
Доброго времени суток Валерий. Я немного перепутал темы. В одной из тем было упоминание про форум. Вот я и хотел пообщаться по поводу схем.
Спасибо за ответ. Я всё понял про форум.
Вот пример про форум.
admin
18 мая, 2017, 13:09
Привет, Марат. Все вопросы задавать на форуме. Там возможностей больше. В комментариях только на пальцах можно объяснять. Схему и ту не покажешь. Регистрируйся на форуме, создавай тему и вперед на мамонта.
Этой зарядкой пользуюсь уже год. Ограничил ток 6А т.к., опасаюсь принудительного охлаждения без присмотра да и ток заряда более 6А за гранью разумного и требует повышения уровня входного напряжения, увеличения емкости сглаживающих конденсаторов и как следствие возникают проблемы с охлаждением элементов. Пожертвовав 1-2 часами времени зарядки из 24 часов из которых 90% идет током менее 2А.
С чем столкнулся:
1.При пониженном входном напряжении (разница Uвх. и Uвых. меньше 4,5В) начинается переключение внутренних модулей L200 напряжение стоит, а ток скачет.Странно, когда нагрузка лампа этих скачков тока не было только при подключении к АКБ. Поэтому Uвх.при мах. токе должно быть выше Uвыхода на 4,5-5Вольт.
2.Резистор, подключенный между выводом 4 и выводом 3 должен стоять как можно ближе к этим выводам по даташиту.
3.При изготовлении платы предусмотрите отверстия под конденсаторы на 1 и 2 ноги согласно даташита (моя L200 на определенных токах зарядки начинала опять переключаться и амперметр опять скакал решилось установкой этих кондеров).
4.R1 ставьте цементный не менее 5W. Вот для меня было удивление когда он нагрелся до 50г. и сохранялтакую температуру до снижения зарядного тока до 1А. По расчетам там менее 1W выделяется.
5.R2 делал из манганина 2мм т.к. он легко паяется при этом пропускает до 10А. Так вот при 6А и падении на нем напряжения 0,422В он нагревается до 55г.(всего то 2,532W рассеивает спираль), а что при 10А будет? Не нравится мне когда рукой не удержать.
6.Радиатор под транзистором односторонний ребристый S=1500см.кв. при 6А и 24г в квартире транзистор наревается до 56г без обдува.
7.Радиатор на L200 необходим т.к. при токе менее 1,5А зарядка идет через L200 и она нагревается до 42-45г., при этом R1 продолжает кочегарить до 50г., пока ток заряда не упадет менее 0,5А зато транзистор становиться холодным от слова совсем!
8. Uвх.без нагрузки 25В, Uвх. — 21В при мах. токе 6А. Напряжение заряда выставляю 14,4В. В первоначальный момент зарядки АКБ естественно срабатывает ограничение по току и напряжение снижается при этом на выводе 2 L200 напруга 0,422В.
9. Снял падение на R1 при разных токах заряда: 6А-1,71В, 5,5А-1,667В, 5А-1,622В, 4,5А-1,55В, 4А-1,512В, 3,5А-1,46В, 3А-1,43В, 2,5А-1,39В, 2А-1,34В, 1,5А-1,29В, 1А-1,257В, 0,5-1,2В.
Получается что более 1,5А Транзистор полностью шунтирует L200. (она вообще холодная) а ниже 1,5А транзистор холодный а резистор R1 «обслуживает» то одного то другого.
Уважаемый админ извините за такое изложение. Хотелось поделиться а форум пропал.
Привет, Виктор, огромное спасибо за проделанную работу, я, думаю, многим пригодится данная информация. А форум глюкнул, и восстановить я его не смог.
Добрый день. Схема интересная собрал работает. можно заряжать гелевые и кислотно свинцовые авто аккумуляторы. Вопрос- как добавить в схему защиту от переплюсовки и КЗ. Как я понимаю микросхема эту опцию не имеет. Спасибо
Привет, Иван. К этой схеме нужно дополнение. Посмотри ролик, как схема защиты работает.
Приветствую автора и повторивших данную схему ЗУ на L200 C! Сам ранее собрал и использую 2 ЗУ на данном стабилизаторе L200 ( одно маломощное (до 1,4A), другое на КТ 825 (до 4,4A).
Хочу апгрейдить — обьединить данную схему (нравится плавная регулировка по току), но было бы не плохо иметь и «буферный» режим в ней — 13,2в (по достижению основного заряда при 14,7в и максимальном падении при этом тока)
Как в данной схеме:
Какая мощность переменных резисторов R3 / R4 при максимальном токе в 7-8 А ?
Как я понимаю- если ограничить максимальный ток в пределах 5-6А — то можно вместо 825 использовать 818 ?!
В схеме по ссылке выше уже имеется защита от переполюсовки (что приветствуется).
Имея кое какой опыт могу посоветовать выставлять ток окончания заряда на отметке 14.7в (в зимнее время 14.8-14.9в с учетом потерь на разогрев электролита) — эта функция реализуется импортных в дорогих ЗУ. Это мы говорим о заряде АКБ на 80-85% . Чтобы добиться 100% заряда есть методика сразу по окончанию основного заряда до 14.7в и опускания тока до 0.01-0.03% от емкости (т.е 60- 200мА) включить режим перемешивания (выставить напряжение 16.2-16.3в при небольшом токе в 1-1.5А) и подержать 2-3ч. Данный режим безопасен для АКБ или оборудования авто из за малого тока ( который должен в конце снизиться до 400-600 мА) После этого зарядку можно считать полностью завершенной.
Странный форум — написанные сообщения без причин удаляются ...(((!
Вячеслав, это то могли бы и сами посчитать. R3 — стоит параллельно диоду, значит на его коцах будет максимум 1 вольт! Р = U*U/R = 1*1/330 = 0,00303Вт. R4 — допустим Uвых = 15 вольт, тогда P = 225/10000 = 0,0225Вт.
825 — составной! можно заменить 818 + 814.
Форум давно приказал долго жить. Я его не восстанавливал.
Добрый день. Схема очень хорошая, собрал уже пару и оживил старые советские аппараты. В Варианте с R2 — 0,05 Ом ток макс составил 6.5 А.
Номинал R3-470 Ом. Этот резистор может повлиять на ток? По мере заряда ток падает схема работает. Как можно повысить ток заряда? Только шунтом?Спасибо заранее! Кстати защиту собрал на полевике, простая схема, вываливается первая при запросе в браузере.
Привет, Иван. Повторятся не буду. Для лучшего понимания работы данной схемы прочитай статью А вообще максимальный ток заряда зависит от резистора R2, чем его номинал меньше, чем больше ток заряда. R3 — нагрузка для напряжения, падающего на диоде — на ток не влияет. Еще здесь, очень поможет - Что за защита на полевике?
Добрый день! Схема по ссылке.
если брать полевик с низким сопротивлением канала вообще не греется.
Понял.