Torgholodmash.ru

ТоргХолодМаш
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности и управление зарядным устройством с регулировкой по первичной обмотке трансформатора

Особенности и управление зарядным устройством с регулировкой по первичной обмотке трансформатора

Зарядное устройство с регулировкой по первичной обмотке трансформатора схема

Вопрос-ответ

В обычных условиях автомобильный аккумулятор заряжается при движении автомобиля. Но если машина долго стоит в гараже, то аккумуляторная батарея разряжается.

Для ее зарядки нужна зарядка для аккумуляторов с регулировкой зарядного тока. Один из вариантов этих приборов — зарядное устройство с регулировкой по первичной обмотке трансформатора.

Существует множество электронных схем, в том числе и непростых, с полным набором регулировок и защиты, солидным количеством деталей, зачастую недешёвых. Но большинство автолюбителей отдаёт предпочтение простым зарядным устройствам на тиристоре, из нескольких недорогих компонентов, которые зачастую можно извлечь из отработавшей своё аппаратуры, например компьютера.

Выбор схемы и принцип её работы

Сначала стоит отметить главное достоинство предлагаемой схемы тиристорного зарядного устройства: доступность и малые финансовые затраты. Есть и иные преимущества при использовании в качестве главного компонента недорогого тиристора КУ202:

  1. Хороший зарядный ток до 10 А.
  2. Выдаваемая энергия – импульсного типа, что продлевает эксплуатационный ресурс заряжаемой батареи.
  3. Для сборки понадобятся широко распространённые недорогие детали, найти которые не составит труда.
  4. Схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора просто повторить даже автолюбителю, малосведущему в радиотехнике, а опытному электронщику потребуется и вовсе не более часа, чтобы запустить устройство в эксплуатацию.

По принципу действия это фазоимпульсный регулятор мощности, выполненный на тиристоре и позволяющий изменять силу тока. Управляющий электрод КУ202 питает транзисторная цепь. Чтобы защитить схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора от токовых скачков, используется диод VD2. Сопротивление R5 оказывает влияние на зарядный ток, значение которого, как известно, 1/1 от ёмкости АКБ. Для питания схемы понадобится трансформатор, уменьшающий сетевое U = 220 В до 18–22 В. Если в вашем распоряжении оказался трансформатор с большим напряжением на выходе, сопротивление R7 нужно увеличить ориентировочно до 2-х кОм (возможно, резистор придётся подбирать). Диоды выпрямительного моста и тиристор необходимо устанавливать на алюминиевые радиаторы, чтобы исключить перегрев деталей. При монтаже обычных элементов типа Д242–245 не забывайте под корпус подложить изоляционную шайбу.

Принципиальная схема тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора выглядит следующим образом:

Самостоятельное изготовление простых зарядных устройств, выполненных на тиристоре

Так как схема простая, в ней отсутствует электронная защита: её роль играет предохранитель, устанавливаемый на выходе. При зарядке батарей ёмкостью не более 60 А*ч хватит плавкой вставки номиналом 6,3 А. Установка последовательно подсоединяемого прибора – амперметра поможет контролировать процедуру зарядки. Ниже показана печатная плата, упрощающая сборку ЗУ:

Самостоятельное изготовление простых зарядных устройств, выполненных на тиристоре

Перечень компонентов в схеме и подбор возможных аналогов

В схеме использован электролитический конденсатор, выдерживающий напряжение не менее 63 В. Мощность резисторов R1-R6 – 0,25 Вт, R7 – 2 Вт. Диоды в выпрямительном мосту пропускают ток до10 А и держат обратное U от 50 В. Такое же напряжение должен выдерживать импульсный диод VD2. Транзисторы VT1 и VT2: КТ3107, КТ502, КТ361 и КТ503, КТ315, КТ3102 соответственно.

Расчёт параметров трансформатора, тиристора и диодов

Одна из отрицательных сторон зарядки на тиристоре – низкий КПД, отчасти обусловленный вторичной обмоткой трансформатора, которая должна свободно пропускать ток, в три раза больший, чем потребляемая АКБ мощность. Как это исправить? Для этого можно тиристор переставить из обмотки II трансформатора в обмотку I, как это показано на схеме тиристорного зарядного устройства для АКБ:

Самостоятельное изготовление простых зарядных устройств, выполненных на тиристоре

Вся разница этого ЗУ на тиристоре для автомобильных аккумуляторов заключается в подключении диодного моста и регулирующего тиристора в первичную обмотку трансформатора. Так как ток обмотки II приблизительно меньше зарядного в 10 раз, то тепловой энергии на диодах и тиристоре выделяется совсем мало: можно даже не использовать охлаждающие радиаторы (но это не относится к VD5-VD8).

Компоненты и их аналоги:

  • выпрямительный блок КЦ402,405 с любым индексом (А, Б, В);
  • стабилитрон типа КС524, КС518, КС522;
  • транзистор КТ117 с буквами от «Б» до «Г»;
  • диодный мост, стоящий на выходе, должен состоять из компонентов, рассчитанных на 10 А (Д242-247).

Фото процесса изготовления зарядки

Диодно-тиристорный мост размещен на отдельных платах и может проводить ток до 20 А, радиаторы изолированы друг от друга и корпуса. Вторичная обмотка трансформатора намотана проволокой диаметром около 2 мм, и при принудительном охлаждении она может дать долговременно около 8 А (достаточно для большинства нужд автолюбителей, заряжая батареи до 82 А/ч). Но ничего не мешает установить трансформатор с ещё большей мощностью.

Тут использованы отдельные измерительные провода, которые подключаются к токовым клеммам.

Зарядка АКБ: зарядный ток составляет 1/10 от емкости батареи, через некоторое время, в зависимости от степени разряда, LED1 начинает мигать и вскоре приближается к напряжению 14,4 В. Чаще всего зарядный ток тоже падает, в конце зарядки диод светит почти все время. Небольшой гистерезис вводится электролитическим конденсатором на R-выводе TL431.

Стоимость сборки самодельной ЗУ определяется основным трансформатором (160 Вт, 24 В) примерно 1000 руб., а также мощными диодами и тиристорами. Обычно этого добра в радиолюбительских закромах хватает (как и готовых корпусов от чего-то), так что в идеале оно не будет стоить ни копейки.

Читать еще:  Как регулировать давление в домашних условиях

Зарядное устройство на тиристорах для аккумулятора обладает рядом преимуществ. Такая схема позволяет безопасно зарядить любую автомобильную батарею на 12 В, без риска закипания.

Дополнительно приборы данного типа подходят для восстановления свинцово-кислотных батарей. Достигается это за счет контроля параметров зарядки, а значит возможности имитировать восстановительные режимы.

Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Здравствуйте ув. читатель блога «Моя лаборатория радиолюбителя».

В сегодняшней статье речь пойдет о давно «заюзаной», но очень полезной схеме тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которое мы будем использовать как зарядное устройство для свинцовых аккумуляторных батарей.

Начнем с того, что зарядное на КУ202 имеет целый ряд преимуществ: — Способность выдерживать ток заряда до 10 ампер — Ток заряда импульсный, что, по мнению многих радиолюбителей, помогает продлить жизнь аккумулятору — Схема собрана с не дефицитных, недорогих деталей, что делает ее очень доступной в ценовой категории

— И последний плюс- это легкость в повторении, что даст возможность ее повторить, как новичку в радиотехнике, так и просто владельцу автомобиля, вообще не имеющего знания в радиотехнике, которому нужна качественная и простая зарядка.

Со временем попробовал доработанную схему с автоматическим отключением аккумулятора, рекомендую почитать Зарядное для автомобильного аккумулятора В свое время я собирал эту схему на коленке за 40 минут вместе с травкой платы и подготовкой компонентов схемы. Ну хватит рассказов, давайте рассмотрим схему.

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202

Перечень используемых компонентов в схеме C1 = 0,47-1 мкФ 63В

R1 = 6,8к — 0,25Вт R2 = 300 — 0,25Вт R3 = 3,3к — 0,25Вт R4 = 110 — 0,25Вт R5 = 15к — 0,25Вт R6 = 50 — 0,25Вт R7 = 150 — 2Вт FU1 = 10А VD1 = ток 10А, желательно брать мост с запасом. Ну на 15-25А и обратное напряжение не ниже 50В VD2 = любой импульсный диод, на обратное напряжение не ниже 50В VS1 = КУ202, Т-160, Т-250 VT1 = КТ361А, КТ3107, КТ502

VT2 = КТ315А, КТ3102, КТ503

Как было сказано ранее схема является тиристорным фазоимпульсным регулятором мощности с электронным регулятором тока зарядки. Управление электродом тиристора осуществляется цепью на транзисторах VT1 и VT2. Управляющий ток проходит через VD2, необходимый для защиты схемы от обратных скачков тока тиристора.

Резистором R5 определяется ток зарядки аккумулятора, который должен быть 1/10 от емкости АКБ. К примеру АКБ емкостью 55А надо заряжать током 5.5А. Поэтому на выходе перед клемами зарядного устройства желательно поставить амперметр, для контроля за током зарядки.

По поводу питания, для данной схемы подбираем трансформатор с переменным напряжением 18-22В, желательно по мощности без запаса, ведь используем тиристор в управлении. Если напряжение больше- R7 поднимаем до 200Ом.

Так же не забываем что диодный мост и управляющий тиристор надо ставить на радиаторы через теплопроводящую пасту. Так же если вы используете простые диоды типа как Д242-Д245, КД203, помните что их надо изолировать от корпуса радиатора.

На выход ставим предохранитель на нужные вам токи, если вы не планируете заряжать АКБ током выше 6А, то предохранителя на 6,3А вам хватит с головой. Так же для защиты вашего аккумулятора и зарядного устройства, рекомендую поставить мою схему защиты от переполюсовки на реле или схему на компараторе, которая помимо защиты от переполюсовки защитит зарядное от подключения дохлых аккумуляторов с напряжением менее 10,5В. Ну вот в принципе рассмотрели схемку зарядного на КУ202.

Печатная плата тиристорного зарядного устройства на КУ202

В собранном виде от Сергея

Скачать печатную плату Прочитайте Получить пароль от архива

Удачи вам с повторением и жду ваших вопросов в комментариях

Для безопасной, качественной и надежной зарядки любых типов аккумуляторов, рекомендую универсальное зарядное устройство Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные зарядные устройства

Зарядное устройство 12В 1.3А

Простенькое зарядное устройство с светодиодным индикатором зарядки, зеленый батарея заряжается, красный батарея заряжена.

Есть защита от короткого замыкания, есть защита от переполюсовки. Отлично подойдет для зарядки Мото АКБ емкостью до 20Ач, АКБ 9Ач зарядит за 7 часов, 20Ач — за 16 часов. Цена на это зарядное всего 403 рубля,доставка бесплатна

Полностью автоматическое зарядное устройство 12В 6А для мото и авто АКБ

Этот тип зарядного способен автоматически заряжать практически любые типы автомобильных и мото аккумуляторов 12В до 80АЧ. Имеет уникальный способ зарядки в три этапа: 1. Зарядка постоянным током, 2. Зарядка постоянным напряжением, 3. Капельная дозарядка до 100%. На передней панеле два индикатора, первый указывает напряжение и процент зарядки, второй указывает ток зарядки.

Читать еще:  Как отрегулировать дверки у старого шкафа

Довольно качественный прибор для домашних нужд, цена всего 781,96 руб, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 1392, оценка 4,8 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Универсальное зарядное устройство 12-24В 10А

Зарядное устройство для самых разнообразных типов аккумуляторов 12-24В с током до 10А и пиковым током 12А. Умеет заряжать Гелиевые АКБ и САСА. Технология зарядки как и у предыдущего в три этапа. Зарядное устройство способно заряжать как в автоматическом режиме, так и в ручном. На панеле есть ЖК индикатор указывающий напряжение, ток заряда и процент зарядки.

Хороший прибор если вам надо заряжать все возможные типы АКБ любых емкостей, аж до 150Ач

Цена на это чудо 1 625 рублей, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 23, оценка 4,7 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Если какой то товар стал недоступен, пожалуйста напишите в комментарий внизу страницы. С ув .Admin-чек

Поддержите новые проекты монеткой, пролистайте страницу чуть ниже, будьте любезны.

Намотка и сборка трансформатора

Прежде чем начинать намотку, нужно вычислить диаметр провода, который потребуется использовать. Для этого нужно воспользоваться простой формулой:

Сечение провода измеряется в миллиметрах, ток обмотки — в миллиамперах. Если нужно производить зарядку током 6 А, то подставляете под корень значение 6000 мА.

зарядное устройство на тиристоре КУ202Н

Вычислив все параметры трансформатора, начинаете намотку. Укладываете виток к витку равномерно, чтобы в окне поместилась обмотка. Начало и конец фиксируете – желательно припаивать их к свободным контактам (если имеются таковые). Как только будет готова обмотка, можно собирать пластины из трансформаторной стали. Обязательно после завершения намотки покройте провода лаком, это позволит избавиться от гудения при работе. Клеевым раствором можно обработать и пластины сердечника после сборки.

Работа зарядного устройства

Основной функцией, которую выполняет схема, является регулирование зарядного тока. Регулировка выполняется методом, аналогичным фазовому регулированию, применяемому при управлении тиристором или симистором, но слегка измененным — инвертированным.

В нашей схеме исполнительным элементом является мощный MOSFET-транзистор. Это решение обеспечивает гораздо меньшие потери мощности и более простое и гибкое управление, чем в случае симистора.

Двухполупериодный выпрямленный сигнал поступает к исполнительному транзистору. Транзистор начинает открываться, когда уровень напряжения стремиться к нулю, благодаря чему ток плавно увеличивается — вместе с синусоидальным сигналом.

Момент закрытия транзистора определяет величину тока, поступающего на аккумулятор. Чем позже закрывается транзистор, тем большая часть сигнала будет передана, и в результате мы получим больший ток и наоборот.

Данная схема не является стабилизатором тока, она не поддерживает постоянное значение тока. Однако схема позволяет ограничить начальное значение тока, которое на самом деле является максимальным значением, поскольку во время зарядки значение тока уменьшается с увеличением заряда аккумулятора.

На последнем этапе ток зарядки может быть намного ниже, чем в начале. Это увеличивает время, необходимое для полной зарядки, но позволяет более точно определить время окончания.

Вторая важная функция системы — контролировать значение напряжения аккумулятора. Чтобы получить наиболее точный результат, измерение производится при закрытом силовом транзисторе. Такой измерительный цикл запускается один раз каждые 200 полупериодов напряжения питания, то есть каждые 2 секунды, после которого ток зарядки не протекает (в течение примерно 10 мс).

Результат измерения не искажается зарядным током, импульсами напряжения или сопротивлением проводов. Если измеренное напряжение достигло 14,4 В, зарядка прекращается, а когда напряжение падает ниже этого уровня, процесс зарядки возобновляется.

В конце зарядки такой цикл будет повторяться многократно, так как даже полностью заряженный аккумулятор не держит на своих клеммах напряжение 14,4 В. Напряжение довольно быстро падает до значения ок. 13 В, а затем оно должно стабилизироваться в районе 12,6 В.

Текущий уровень заряда отображается светодиодом. Светодиод мигает с частотой примерно каждые 2 с, с заполнением в зависимости от уровня заряда аккумулятора. При напряжении примерно до 11 В светодиод мигает с 5% заполнением, чем выше напряжение, тем дольше светодиод будет гореть в каждом цикле вплоть до 14,4, когда он будет гореть постоянно.

На практике — даже после зарядки аккумулятора светодиод может время от времени мигать, поскольку напряжение на аккумуляторе снижается. Это так называемый режим поддержки заряда аккумулятора.

Дополнительной функцией данного зарядного устройства является защита от короткого замыкания. Работа этой функции основана на том факте, что пока на выходных клеммах зарядного устройства нет напряжения (аккумулятор не подключен), зарядка не будет включена.

Только появление напряжения минимум 9 В (от аккумулятора) приводит зарядку в действие. Состояние выходных клемм проверяется в каждом полупериоде, непосредственно перед включением транзистора, поэтому даже случайное отключение проводов от аккумулятора и их замыкание не повредят устройству (при условии, что от отключения до короткого замыкания прошло не менее 10 мс).

И последняя функция схемы — оповещение о неправильной полярности подключения аккумулятора. Если аккумулятор подключен к выходным клеммам в обратном направлении, немедленно прозвучит звуковой сигнал.

Читать еще:  Регулировка изгиба грифа акустической гитары

Испытания подтвердили, что даже изменение полярности во время работы зарядного устройства не приведет к каким-либо повреждениям. Но для большей безопасности аккумулятор следует подключать при отключенном от сети зарядном устройстве, и при отсутствии звукового оповещения можно подать напряжение питания.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора вместе с элементами выпрямителя показана на рисунке ниже. Транзистор Т1 со смежными элементами представляет собой детектор перехода напряжения через ноль. Однако в нашем случае мы имеем дело с двухполупериодным сигналом, то есть пульсирующим сигналом.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на Attiny25

Кроме того, когда аккумулятор подключен через диод, содержащийся в структуре MOSFET транзистора T3, на пульсирующую форму сигнала также накладывается постоянное напряжение от аккумулятора.

По сути, транзистор T1 является детектором момента, когда напряжение пульсирующей формы выходит за пределы значения напряжения аккумулятора. Именно с этого момента ток может течь в сторону аккумулятора — заряжая его.

Транзистор T2 с обвеской работает как драйвер силового транзистора T3. Положительные импульсы с напряжением 5 В с выхода микроконтроллера открывают исполнительный транзистор Т3, а резистор R10 закрывает его после импульса.

Слишком высокая амплитуда управляющего сигнала может привести к повреждению схемы затвора MOSFET транзистора, поэтому в схему добавлен стабилитрон D1.

Управляющие импульсы синхронизируются с сигналом от нашего детектора импульсов. Чем дольше длится импульс, тем большая часть сигнала пройдет, и в результате будет течь больший ток.

Другими элементами устройства являются:

  • Блок питания, построенный на основе стабилизатора напряжения IC2 (78L05);
  • Микроконтроллер IC1 (Attiny25) с управляющей программой;
  • Схема сигнализации обратной полярности аккумулятора — элементы R15, BUZZ и D3 (1N4007);
  • Потенциометр на 50 кОм для регулировки тока;
  • Сигнальный светодиод ;
  • Блок измерения напряжения — регулируемый делитель напряжения на резисторах R12 и R13.

Тиристорное зарядное устройство своими руками

Для собственноручной сборки представленной схемы понадобится минимум времени и сил, вместе с невысокими затратами на компоненты. Большую часть составляющих можно легко заменить на аналоги. Часть деталей можно позаимствовать у вышедшего из строя электрооборудования. Перед использованием, компоненты следует проверить, благодаря этому собранное даже из б/у деталей зарядное устройство, будет работать сразу после сборки.

В отличие от представленных на рынке моделей, работоспособность собранного своими руками зарядного сохраняется в большем диапазоне. Вы можете зарядить автомобильный аккумулятор от -350С до 350С. Это и возможность регулировать выходной ток, давая батарее большой ампераж, позволяет за короткое время компенсировать батарее заряд, достаточный для поворота стартером мотора.

Тиристорные зарядные устройства имеют место в гаражах автолюбителей, благодаря их возможностям безопасно заряжать автомобильный аккумулятор. Принципиальная схема данного прибора позволяет собрать его самостоятельно, используя товары с радио рынка. Если знаний недостаточно, можно воспользоваться услугами радиолюбителей, которые за плату в разы меньшую, чем стоимость магазинного зарядного устройства, смогут собрать вам аппарат по предоставленной им схеме.

Все о ремонте и не только

Несложное зарядное устройство на тиристоре можно собрать своими руками. Автор схемы ( М. Красуцкий, г. Слуцк) заверяет, что за 15 лет эксплуатации данного устройства сбоев не наблюдалось. Схема зарядного устройства не содержит дефицитных деталей: классические кэтэшки и тиристор Т132-50. Блок на транзисторах VT1 и VT2 обеспечивает управление тиристором VS1. Подбирая номинал резистора R5, добиваются полного открывания- закрывания тиристора VS1. Если это не происходит, нужно заменить один из транзисторов: VT1 или VT2.

В схеме для измерения тока заряда используется шунт RS1. Расчет шунта производится по известным формулам, единственное, о чем нужно подумать, так это о применяемом материале шунта, желательно из нихрома или манганина. Измерительный механизм P1 может использоваться как для измерения тока заряда, так и для контроля напряжения путем переключения при помощи SA1. В режиме вольтметра калибровку прибора осуществляют при помощи добавочного резистора R8.

Автомобильное зарядное устройство можно рассчитать на любые токи. При этом важными параметрами будут являться: прямой ток тиристора и габаритная мощность силового трансформатора. Однако такое зарядное на тиристоре не лишено недостатков, главным из которых является сам тиристор, так как его характеристика сильно зависит от температуры и перепадов напряжений (может самопроизвольно включиться, или выключиться). Поэтому его нужно устанавливать на приличный радиатор площадью не менее 300 см². Следующий недостаток – это большая вероятность короткого замыкания выходных зажимов, и как следствие – выход из строя тиристора. Чтобы обезопасить устройство от к. з. в схему вводят автоматический выключатель с током срабатывания немного меньшим, чем максимальный ток тиристора. Вместо автоматического выключателя можно применить и обычный плавкий предохранитель.

Схема зарядного устройства выполняется печатным монтажом или другим способом. Здесь важно учесть, что проводники (на схеме показаны красным цветом) должны быть достаточного сечения, чтобы выдерживать рассчитанный максимальный ток.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector