Boşta Bekleyen Aküler İçin LM3XX'li Tampon Şarj Devresi

Blog'umda akülerle ilgili yığınla devre var ve olmaya da devam edecekler. Çocukluğumdan beri piller en çok ilgimi çeken aygıtlar olmuştur. Düşünün, kimyasal bir sisteme elektrik enerjisi uyguluyorsunuz, bunu depolayarak istediğinizde cihazlarınıza güç veriyor.

Bu yazımda sizlere LM317 doğrusal regülatör entegresi yardımıyla boşta bekleyen akülerinizin bitmesini önleyecek bir devre vereceğim.

Devrenin yapısı basittir, imkanınız varsa bakır plaket hazırlayarak yapabilirsiniz. Parçalar son derece kolay tedarik edilebiliyor ve çok pahalı da değiller. Böyle bir devreyi kurmak birçoğunuz için eğlenceli olacaktır.

Daha önceki yazılarımda akülerin kullanılmasalar da kendiliğinden bitme olayından bahsetmiş ve buna "self-discharging" dendiğini söylemiştim. Aküler çok pahalı ve doğru kullanılmadığında çok çabuk ölürler. Sürekli doldur-boşalt yapıldıkça performanslarını çok çabuk kaybediyorlar ve bu nedenle devamlı dolu tutulmaları gerekiyor. Boşta beklerlerken de uygun voltaj ve akım değeri ile beslemek, akünün ömrünü uzatıyor ve ilk günkü gibi sapasağlam kalmasına yol açıyor.

Hemen devremize geçelim.

Devre şeması LM317 üreticisinin dataşet'inden alınmıştır. Kırmızı ile işaretlenmiş modifikasyonlar bana aittir. Rs (R sense) direncinin nasıl bulunacağına dair formül de hemen yukarıda verilmiş. Eğer akü devreye ters bağlanırsa, 2k2 üzerinden kırmızı LED yakarak ve paralelindeki buzzeri öttürerek kullanıcıya ikaz vermesini sağladım. LM317 entegresi voltajdaki hafif bir düzensizlik durumunda aniden çıkış akımını kesiyor ve giderek ısınıyor. Öyle ki bir süre sonra aşırı ısıdan dolayı bozuluyor. Bunu engellemek için giriş ve çıkışında kapasitör uygulamak gerekiyor. Ben de sadece girişinde kullanmak yeterli olur diyerek 100 nanoFarad mercimek kondansatör koydum. Bunu 10uF değerine kadar yükseltebilirsiniz. Adjust bacağındaki 100nF ise yumuşak başlatma için (soft start). 

Plaket şemasına baktığınızda ilk dikkatinizi çeken şey, bakır alanların genişliği olmalıdır. Bunu yapmamdaki neden, plaketi asite attığınızda daha hızlı sonuç alabilmenizi sağlamaktır. Ayrıca bakır alanların geniş olması, elemanların bacaklarından akan ısının bu geniş alanlara yayılarak daha iyi bertaraf edilmesini sağlayacaktır. 

Girişte hem vidalı terminal, hem de Barrel Jack Connector bulunmaktadır. Hangisi için uygun adaptörünüz varsa onu kullanacaksınız. Buradan en az 15Volt, en fazla 24Volt gireceksiniz. Güç kaynağınız en az 500mA akım kapasitesine sahip olmalıdır. Girişte çıkıştaki gibi ters akım koruması yoktur; bu nedenle polariteye dikkat etmelisiniz. 

LM317'ye soğutucu bağlamanız gerekip gerekmeyeceğinden emin değilim. Çünkü bir UPS aküsü için 200mA akım geçseydi, bu 15V için 3Watt ederdi. Şayet devrenizi kurduğunuzda aşırı ısınma yaparsa, resimdeki gibi karta yatırarak değil dikey yerleştirip mini soğutuculardan bağlayabilirsiniz. 

Devre için gerekli adaptör transformatörlü tiplerden olursa çok daha iyi olur. Çünkü SMPS adaptörler görece daha fazla güç harcayacaktır diye düşünüyorum. Bir de bu tip adaptörleri transformatörlü güç kaynakları kadar güvenli bulmuyorum. Yine de siz bilirsiniz.

Aküyü devreye ters bağlarsanız "Wrong Polarity" yazan LED yanar ve buzzer de bağırmaya başlar. Dolayısıyla işin en başında doğru bağlamanızı garanti etmiş olursunuz.

Devreyi kurar kurmaz evvela potansiyometre'yi kullanarak voltaj kalibrasyonu yapın. Çıkış 13,5Volt'tayken ayarlamayı bırakın. Çok turlu potansiyometre, hassas ayarlama yapmanızı kolaylaştırır.

LM317'nin devreye nasıl takıldığına dikkat edin. Madeni soğutma bölgesi yukarıda. Böylelikle bulabildiğiniz uygun soğutucuları yukarıdan ve kolayca takabilirsiniz. Isının yukarıya doğru akma eğiliminden ötürü bu plan daha akıllıca. Bulabilirseniz eski anakartlardan kuzey köprüsü soğutucusu, güney köprüsü soğutucusu gibi heatsinklerden takabilirsiniz. Araya beyaz renkli (gümüş katkılı) termal macun kullanın. Ya da bildiğiniz gibi yapın. Rsense direncini nasıl hesaplayacağınız yukarıdaki devre şemasında gösterilmiş. 5Watt'lık bir direnç gayet iş görür. Direnci uygun seçer, LM317 yerine LM338 kullanırsanız belki de otomobil akülerini de tampon şarjda bekletebilirsiniz. Son derece makul çözüm. Ancak 60Ah'lik bir otomobil aküsünün tampon şarj akımının 2A civarında olduğunu unutmayın ve devreyi ona göre değerlendirin. Herşeyden önce 5Wattlık direnç küçük gelecek, LM338 için çok büyük bir soğutucu gerekecek, ayrıca giriş için daha güçlü bir kaynak kullanmanız gerekecektir. 

Son olarak devrenin çıkışında, eğer güç kesilirse aküden gelen ters gerilimden koruyacak bir diyot koymadım. Neden derseniz devreyi elden geldiğince küçük tutmaya çalışıyordum ve ilk başlarda aklıma da gelmemişti. Dolayısıyla tam çıkışa seri bir 3A diyot ekleyip voltaj kalibrasyonunu tekrar elden geçirmeniz gerekebilir. Yine de bu haliyle kullanabilirsiniz. Önce güç kaynağını takıp daha sonra aküyü bağladığınız; çıkarırken de önce aküyü söküp sonra gücü kestiğiniz sürece hiçbir sorun olmaz. 

Devrenin yapım maaliyetini veremiyorum, çünkü bugün bir rakam söylesem 5 yıl sonra ne olacağı belli değil, ancak cep harçlığı kadar bir parayla kolayca yapılabilir. 

Yapmadan evvel baskı şemasının doğruluğunu mutlaka kontrol edin.

Baskı için gereken PDF dosyalarını aşağıdan...

İNDİRAGANDİ

İyi çalışmalar, hoşçakalın.

seron

basitelektronikprojeler.blogspot.com