Регулируемый стабилизатор тока на LM317
Стабилизатор тока для зарядного устройства
В этой статье пойдет речь о небольшой и простенькой приставке – стабилизаторе тока, для импульсного блока питания, предназначенного в прошлом для питания ЖКИ монитора. С ее помощью можно будет подзаряжать автомобильные аккумуляторы. Эта идея и просьба принадлежит одному из посетителей сайта.
Выходные данные блока питания можно увидеть на фотографии. Двадцать вольт на выходе при токе 3,25 А, это вполне достаточно не только для подзарядки, но и неспешной полной зарядки аккумуляторов.
А если убрать родной корпус, то улучшится тепловой режим платы ИИП, это даст возможность увеличить ток заряда. Схема стабилизатора тока представлена на рисунке 1.
Стабилизатор тока реализован на микросхеме LM317, отечественный аналог указан на схеме – КР142ЕН12А. Для увеличения тока заряда применен дополнительный транзистор структуры p-n-p, в данном случае, я испытывал схему с транзистором КТ818Г.
Работа схемы
Аналогичный стабилизатор тока был описан в предыдущей статье «Зарядное устройство для гелиевых аккумуляторов на кр142ЕН12А». В данной статье меня попросили наиболее подробно описать алгоритм работы устройства. И так, схема работает следующим образом. На вход приставки подано напряжение, к выходу подключен заряжаемый аккумулятор. Через устройство начинает течь ток заряда. На резисторе R1, при прохождении тока происходит падение напряжения, равное Iзаряда • R1. Как только это падение напряжения, приложенное к переходу база – эмиттер транзистора VT1, превысит порог в 0,7 вольта, мощный транзистор начнет открываться и весь основной ток заряда, будет течь через переход коллектор – эмиттер этого транзистора. Далее сумма токов, протекающих через регулирующую микросхему и транзистор, будет протекать через резистор R2, от величины которого зависит максимально возможный зарядный ток, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. На резисторе R2 также создается падение напряжения, которое приложено между выводами 2 и 1 данной микросхемы, т.е. между выходом и управляющим выводами. В данной микросхеме имеется ИОН с величиной в 1,25 вольта естественно с небольшим разбросом этого параметра и все регулировки в ней происходят относительно этой величины. Таким образом, при увеличении падения напряжения на резисторе R2 выше напряжения ИОН – 1,25 В, микросхема отрабатывает таким образом, что ее выходной транзистор начинает закрываться, удерживая выходной ток схемы на определенном уровне. Ток стабилизации в этом случае будет равен Iст = 1,25/R2; Для нашей схемы – 1,25/0,39 ≈ 3,205А. У собранного мной макета схемы, максимальный ток был чуть меньше – 3,16 А. Например, для тока заряда 5А потребуется резистор с величиной сопротивления равной – 1,25 В/5 = 0,25 Ом.
Далее ток течет через диод VD1, так как падение напряжения на прямо смещенном переходе диода мало зависит от проходящего через него тока, то диод в нашем случае играет роль стабилизатора напряжения, часть которого через переменный резистор плюсуется к падению напряжения на резисторе R2. Таким образом, имея возможность изменять напряжение на управляющем выводе микросхемы относительно ее выхода, мы можем управлять величиной тока стабилизации. В моей схеме ток регулировался от 1,16 А до 3,16 А. Минимальный ток можно еще уменьшить, включив последовательно с диодом VD1, еще такой же диод. В этом случае минимальный ток будет равен примерно 0,1… 0,2 А.
Микросхема, транзистор и диод установлены на одном теплоотводе, через слюдяные прокладки. Так как элементов схемы совсем немного, то монтаж можно сделать навесным способом.
Транзистор можно применить любой с током коллектора не менее 8 А и более. Можно применить КТ825 или импортные транзисторы типа TIP107.
TIP107 datasheet
Диод тоже любой с прямым током 10А и более.
Вроде все. Успехов и удачи. К.В.Ю.
Чуть не забыл, чтобы не усложнять схему, вместо амперметра можно просто для переменного резистора сделать шкалу установки тока заряда.
16 комментариев к “Регулируемый стабилизатор тока на LM317”
Спасибо! Очень познавательно!
Собрал схему эту. Вроде работает. Нагрузка — лампа автомобильная. Ток регулируется от 0.8а до максимума 2.4а. R1 0.25 вт греется сильно. Думаю поставить резистор 5-10вт. Диод 3а тоже тёплый, почти горячий. Для регулировки в зарядном думаю сгодится.
Привет, Владимир. Для диода обязательно нужен небольшой теплоотвод. А с нагревом резистора надо бы разобраться. Транзистор начнет забирать а себя основной ток нагрузки, когда на его базе будет напряжение 0,7 вольта. А такое напряжение будет падать на резисторе R1, когда через него будет течь ток микросхемы равный I = U/R = 0,7/20 = 0,035A. Прикинем мощность на нем выделяющеюся. P = I*U = 0,035*0,7 = 0,0245Вт. Возможно у тебя транзистор с маленьким коэффициентом передачи по току. В этом случае лучше применить составной транзистор.
Какой переменный резистор можно использовать т е мощность?
Мощность резистора практически любая.
Добрый день! Собирал данную схему, при питающем напряжении 24 вольта и токе 5 ампер сгорает транзистор. Если имеете информацию, подскажите по какой причине?
Привет, Олег. Трудно быть Кашпировским в радиотехнике. Если есть возможность, то сделай фото своей конструкции, загрузи на яндекдиск и в комментарии дай мне ссылочку, а я постараюсь понять, что не так. Только фото постарайся отредактировать по весу, а то у меня файлы большого размера оооооо...чень долго загружаются.
при больших токах нужно использовать более мощные транзисторы или включать несколько паралельно, тот что на схеме максимум 60вт может рассеять а в случае 24в 5а получается около 120вт потому и сгорает
А можно ли сделать подобную схемку, где можно было бы добавить регулировку напряжения, или переключатели для более низких ампер. К примеру чтоб можно было собрать на нем универсальное зу. от мини таблеток и к примеру до 1А на выходе. ИИ так само регулируемый ограничитель отсечки.
К примеру как ваши две статьи (Задатчик тока 4 — 20 мА для наладки систем автоматизации) где есть возможность рег грубо и точно), и (Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов на кр142ЕН12А). Теперь бы это все объеденить и добавить рег. отсечки. И чтоб он тоже мог отключаться если использовать как обычный б.п., а в случае необходимости что то зарядить то его включить и не бояться что будет перезаряд потому что в жизни бывает всякое.
Интересное решение, вот только возникает вопрос: если выставиа ток 5 ампер, и подключить автомобильный аккумулятор, и оставить на ночь в гараже, не вскипит ли аккумулятор от такой зарядки, когда напряжение на клемах окажется выше 15 вольт?
Если вы подключите аккумулятор с оставшейся емкостью в 5 А/Ч, то после 10 часов заряда получите заряженный аккумулятор с емкостью 55 А/Ч. И конечно он будет кипеть.
Спасибо! Всё подробно и интересно описано, как впрочем все ваши статьи.
я с такого блока тоже сделал зарядное. сначала снизил выходное напряжение до 14.5 вольт путём подбора сопротивления в цепи tl431. для ограничения выходного тока я поступаю следующим образом — сверху оптопары припаиваю ещё одно, но только две ножки высокой части, а диод новой оптопары включаю последовательно с нагрузкой зашунтировав сопротивлением порядка одного ома (подбирается по необходимому току зарядки. без разницы куда включать в + или в — . на шунте будет порядка одного вольта соответственно его мощность.
Будет ли данная схема работать если входное напряжение 3,3 или 5 вольт? Ток нужен в районе 8 Ампер. За питать планирую от БП ATX нагрузка не большой кусок нихромовой проволоки для Чпу выжигается. Транзистор планирую заменить на TIP147. Получиться ли при таком низком входном напряжении обойтись без радиатора?
Нет, не получится. 317 имеет большое напряжение вход-выход, да еще падение напряжения на диоде. Хотя, если сопротивление выжигателя не большое, то можно попробовать. При 8А без радиатора не обойтись.