LM317: simple voltage regulator circuit with current limitation

Неправильная эксплуатация и хранение аккумуляторных батарей (АБ) значительно снижает срок их эксплуатации.
Особенно это касается современных герметичных свинцово-кислотных АБ, которые, по утверждению некоторых производителей, не требуют обслуживания (maintenance-free).
К основным факторам, которые сокращают срок эксплуатации относятся: глубокий разряд, недозаряд, перезаряд, а для герметичных АБ заряд током с повышенной пульсацией.
В процессе эксплуатации напряжение на АБ должно находиться в пределах (1,8-2,27) В на каждом элементе, причем напряжение 1,8 В - это напряжение при полном разряде и если АБ вовремя не зарядить, то начнется процесс сульфатации, последствия которого очень сложно устранить. Даже полностью заряженная АБ в перерывах между эксплуатацией, через некоторое время за счет саморазряда переходит в недозаряженное состояние.
В новых свинцово-кислотных АБ саморазряд может составлять (0,5-2,0)% от емкости за сутки, а в находящихся в эксплуатации этот показатель значительно выше.
Для заряда герметичных АБ производители рекомендуют использовать зарядные устройства с автоматической стабилизацией наряжения и ограничением тока заряда и низким уровнем пульсации, так как повышенная пульсация приводит к повышенному испарению воды из электролита, долив которой в этих батареях не предусмотрен.
В перерывах между эксплуатацией целесообразно компенсировать саморазряд небольшим током до напряжения (13,8-14,5) В для АБ с номинальным напряжением 12 В.
Для этих целей нельзя использовать бюджетные зарядные устройства, которые не имеют функции стабилизации напряжения, а применение для этих целей обычного блока питания на (12-15) В невозможно из-за отсутствия функции ограничения тока. В случае отсутствия у блока питания защиты от перегрузки при подключении к разряженной АБ он выйдет из строя.
Но если добавить к обычному зарядному устройству или блоку питания дополнительный стабилизатор напряжения с ограничением тока на микросхеме lm317, то получится автоматическое зарядное устройство для хранение АБ.
Устройство обеспечивает дозаряд и компенсацию саморазряда любых кислотных АБ с выходным напряжением 12 В.
Регулируемый стабилизатор напряжения с ограничением тока на микросхеме lm317, принципиальная схема которого представлена на рисунке, можно изготовить самостоятельно.

Принципиальная схема и чертеж печатной платы стабилизатора напряжения с ограниченим тока (lm317 current limiter)

На разъем X1 подается напряжение около (17 — 19) В от блока питания, зарядного устройства или понижающего трансформатора, с выходным током (0,3-0,6) А. В X2 подключают АБ.
В качестве регулирующего элемента используется интегральный стабилизатор LM317, что обеспечивает низкий уровень пульсаций и высокую температурную стабильность. Транзистор Q2 вместе с резистором R3 ограничивает ток на уровне 0,5 — 0,6 А, а выходное напряжение (13,8-14,5) В устанавливается резистором R6.
Транзистор Q1 и светодиод HL2 выполняют функцию индикатора заряда (режим ограничения тока). Резисторы R4 и R5 предназначены для разделения сигнала управления ограничением и индикации тока.
Светодиоды HL1 и HL3 индицируют наличие напряжение на входе и выходе стабилизатора.
Процедура наладки достаточно простая, резистором R6 устанавливается напряжение (13,9-14,4) В на выходе зарядного устройства При номинале резистор R2 около 2 Ом, стабилизатор ограничивает ток на выходе устройства около 0,3 А, а при уменьшении сопротивления ограничение тока будет увеличиваться и при сопротивлении 1 Ом — ток будет около 0,6 А.
При нормальной работе устройства без подключенной АБ светятся светодиоды HL1 и HL3, а при подключении разряженной АБ зажигается светодиод HL2.
Устройство не боится короткого замыкания выходных клемм, при этом гаснет светодиод HL3 и ограничивается выходной ток до 0,6 А.

Зарядное устройство можно использовать не только для заряда и содержания автомобильных АБ, но и как регулируемый блок питания на lm317 с защитой для систем автоматики или сигнализации