Регулировка зарядного тока тиристором. Зарядное устройство с тиристорным регулятором тока. Простое зарядное устройство. Особенности сборки и эксплуатации

Описываемое зарядное устройство было разработано для восстановления и заряда АКБ автомобилей и мотоциклов. Его главная особенность — это импульсный ток заряда, что положительно сказывается на времени и качестве регенерации АКБ.
В новой разработке использована схема на составных тиристорах, расширена полоса регулирования, не требуются мощные охлаждающие теплоотводы. Схема отрабатывает не только оптимальные условия заряда и восстановления АКБ, но и защищает их при достижении номинального уровня напряжения на клеммах.
Напряжение из переменной сети поступает на силовой трансформатор Т1 через сетевой фильтр, составленный из конденсаторов С1, С2 и сетевого дросселя T2 со встречно-параллельно включенными обмотками. Этим фильтром гасятся возникшие в результате включения тиристоров VS1 ...VS3 помехи. Сетевые помехи после выпрямительного моста VD1 фильтруются конденсатором C5. В схему управления ключевым тиристором входят маломощный тиристор VS1 с цепями управления на резистивном делителе R1-R2-R3 и светодиоде индикации HL1. Нижнее плечо делителя образуют резистор R2 и светодиод HL1, выполняющий две функции: индикатора наличия сетевого напряжения и стабилизатора напряжения управления. Резистором R3 плавно регулируют ток заряда.

Резистор R4 в анодной цепи тиристора VS1 ограничивает ток управления ключевого тиристора VS2 на номинальном уровне. Цепочка R5-HL2 является нагрузкой VS1, а свечение HL2 указывает на заряд АКБ.
Сигнал управления с движка R3 (регулируемый уровень постоянного напряжения) подается на управляющий электрод тиристора VS1 и при определенном напряжении на его аноде открывает VS1. На цепочке R5-HL2 появляется напряжение, поступающее на управляющий электрод силового тиристора VS2 и включающее его. Ток с выпрямительного моста VD1 через открытый тиристор VS2 проходит через измерительный прибор PA1 на заряжаемый АКБ GB1. Конденсаторы СЗ и С4 снижают помехи в цепях, что устраняет случайные переключения тиристора управления VS1.

Для защиты АКБ от перезаряда служит схема ограничения. Коммутатор на тиристоре VS3 отключает силовой тиристор VS2 при увеличении напряжения на АКБ выше заданного предела. При открывании тиристора VS3 напряжение на его аноде снижается практически до нуля, как и напряжение на управляющем электроде тиристора VS1, который при этом закрывается. Силовой тиристор VS2 также закрывается, и зарядка аккумулятора GB1 прекращается. Светодиод HL2 гаснет.
При длительном саморазряде аккумулятора GB1 напряжение на его клеммах снижается, и заряд аккумулятора возобновляется. Диод VD2 препятствует обратной подаче напряжения с резистора R 9 на управляющий электрод тиристора VS1 в цепь регулировки тока заряда.
Для нормальной работы защиты напряжение на аккумуляторе не должно превышать 16,2... 16,8 вольт. Установка напряжения срабатывания защиты выполняется резистором R7. Изначально движок резистора R7 устанавливается в верхнее по схеме положение. При срабатывании защиты измеряется напряжение на АКБ, затем движок медленно "опускается" вниз и контролируется напряжение включения заряда.
Основные технические характеристики тиристорного зарядного устройства:
Напряжение сети: 190-230 вольт
Мощность: 200 ватт
Максимальный ток нагрузки: 20 ампер
Средний ток заряда: 3-5 ампер
КПД: более 80%
Номинальное напряжение АКБ: 12 вольт
Ёмкость АКБ: 55-240 А.Ч
Время заряда: 1-3 часа
Все радиокомпоненты устройства как отечественные так и зарубежные:
FU1 - плавкий предохранитель на 2 ампера
T1 - сетевой трансформатор на 16-18 вольт и 20 ампер
T2 - TLF214
VS1, VS3 - КУ101Б
VS2 - Т122-25-6 - можно заменить на КУ202Н
VD1 - RS405L
VD2 - Д106Б - заменим на Д226Б
VD3 - Д818Г - заменим на КС168Б
HL1 - АЛ307Б - "Сеть"
HL2 - АЛ307В - "Заряд"
R1 - 1,5 кОм
R2, R5 - 2,2 кОм
R3 - 47 кОм
R4 - 120 Ом
R6 - 1,3 кОм
R7 - 10 кОм
R8 - 33 кОм
R9 - 510 Ом
C1 - 0,33 мкФ х 275 вольт
C2 - 0,1 мкФ х 450 вольт
C3 - 0,1 мкФ
C4 - 2,2 мкФ х 16 вольт
C5 - 0,33 мкФ
C6 - 1 мкФ х 16 вольт

Простое тиристорное зарядное устройство.

Устройство с электронным управлением зарядным током, выполненно на базе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности.
Оно не содержит дефицитных деталей, при заведомо рабочих деталях не требует налаживания.
Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, кой, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.
Схема прибора показана на рис. 2.60.
Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный moctVDI + VD4.
Узел управления тиристором исполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1.При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток станет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 оберегает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, появляющегося при включении тиристора.

Зарядное приспособление в дальнейшем можно дополнить разными автоматическими узлами (отключение по завершении зарядки, поддержание нормального напряжения батареи при продолжительном ее хранении, сигнализации о верной полярности подключения батареи, защита от замыканий выхода и т. д.).
К недочетам прибора можно отнести - колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети.
Как и все подобные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними надлежит предусмотреть сетевой LC- фильтр, подобный использующемуся в импульсных сетевых блоках питания.

Конденсатор С2 - К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б -- КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж - KT50IK, а КТ315Л - на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 - СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 - любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохраннтель F1 - плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток.
Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
Диоды выпрямителя и тиристор ставят на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами лучше применять теплопроводные пасты.
Заместо тиристора КУ202В подходят КУ202Г - КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально действует и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
Надлежит заметить, что в качестве теплоотвода тиристора возможно применять непосредственно железную стенку кожуха. Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что в общем-то нежелательно из-за угрозы нечаянных замыканий выходного плюсового провода на корпус. Если укреплять тиристор через слюдяную прокладку, угрозы замыкания не будет, но ухудшится отдача тепла от него.
В приборе может быть применен готовый сетевой понижающий трансформатор нужной мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Ежели у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 надлежит сменить другим, наибольшего сопротивления (к примеру, при 24 * 26 В сопротивление резистора надлежит увеличить до 200 Ом).
В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две однообразные обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше исполнить по обычной двуполупериодной схеме на 2-ух диодах.
При напряжении вторичной обмотки 28 * 36 В можно вообще отказаться от выпрямителя - его роль станет одновременно играть тиристор VS1 (выпрямление -однополупериодное). Для такового варианта блока питания нужно между резистором R5 и плюсовым проводом подключить разделительный диод КД105Б либо Д226 с любым буквенным индексом (катодом к резистору R5). Выбор тиристора в таковой схеме станет ограничен - подходят только те, которые дозволяют работу под обратным напряжением (к примеру, КУ202Е).
Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. 3 его вторичных обмотки необходимо соединить согласно последовательно, при этом они способны отдать ток до 8 А.
Все детали прибора, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 + VD4 выпрямителя, переменного резистора R1, предохранителя FU1 и тиристора VS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.
Чертеж платы представлен в журнале радио № 11 за 2001 год.

В. ВОЕВОДА, с. Константиновка Амурской обл.
В настоящее время рынок предлагает автомобилисту множество разнообразных зарядных устройств ~ автоматических и полуавтоматических, в том числе и простых по исполнению, - но стоимость их весьма велика. Однако, если владелец автомобиля знаком с азами электроники, ему вполне можно взяться за самостоятельное изготовление несложного зарядного устройства.

Предлагаю вниманию читателей простое устройство с электронным управлением зарядным током, выполненное на основе тринисторного фазоимпульсного регулятора мощности. Оно позволяет заряжать автомобильные аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от -35 до +35 °С. Оно не содержит дефицитных деталей, при заведомо исправных элементах не требует налаживания. Для него может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В. Годится и трансформатор с обмотками без выводов. Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считают некоторые радиолюбители, способствует продлению срока службы батареи.
Зарядное устройство в дальнейшем можно дополнить различными автоматическими узлами (отключение по окончании зарядки, поддержание нормального напряжения батареи при длительном ее хранении, сигнализации о правильной полярности подключения батареи, защита от замыканий выхода и т. д.).

Недостаток устройства - колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети. Как и все подобные тринисторные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними следует предусмотреть сетевой LC-фильтр, аналогичный применяемому в импульсных сетевых блоках питания.
Схема устройства показана на рис. 1. Оно представляет собой традиционный тринисторный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VD1-VD4. Узел управления тринистором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 защищает управляющую цепь тринистора от обратного напряжения, возникающего при включении тринистора VS1.
Все детали устройства, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 -VD4 выпрямителя, переменного резистора R1, предо¬хранителя FU1 и тринистора VS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.
Конденсатор С2-К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП. Диоды VD1-VD4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213). Вместо тринистора КУ202В подойдут КУ202Г- КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тринисторами Т-160, Т-250.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б-КТ361Е, КТ3107А, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж-КТ501К, а КТ315А - на КТ315Б-КТ315Д, КТ312Б, КТ3102А, КТ503В-КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 - СП-1, СПЗ-З0а или СПО-1. Амперметр РА1 - любой постоянного тока со шкалой на 10А. Его можно изготовить самостоятельно из любого миллиамперметра, подоб¬рав шунт по образцовому амперметру.
Предохранитель FU1 - плавкий, но удобно использовать и сетевой авто¬мат на 10А или автомобильный биметаллический на такой же ток.
Зарядное устройство монтируют в прочном металлическом либо пластмассовом кожухе подходящих размеров. Диоды выпрямителя и тринистор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью около 100 см2. Для улучшения теплового контакта приборов с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Следует заметить, что в качестве теплоотвода тринистора допустимо использовать непосредственно металлическую стенку кожуха. Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что в общем-то нежелательно из-за опасности случайных замыканий выходного плюсового провода на корпус. Если крепить тринистор через слюдяную прокладку, опасности замыкания не будет, но ухудшится отдача тепла от него.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (при 24...26 В до 200 Ом). В случае, когда вторичная об¬мотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две одинаковые обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше выполнить по стандартной дву-полупериодной схеме на двух диодах.
При напряжении вторичной обмотки 28...36 В можно вообще отказаться от выпрямителя - его роль будет одновременно играть тринистор VS1 (выпрямление - однополупериодное). Для такого варианта блока питания необходимо между выводом 2 платы и плюсовым проводом включить разделительный диод КД105Б или Д226 с любым буквенным индексом (катодом к плате). К тому же выбор тринистора здесь ограничен - подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).
От редакции. Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. Три его вторичных обмотки нужно соединить согласно последовательно; они способны отдать ток до 8 А.
Радио 2001 №11

Немножко отсебятины:
1. Трансформатор ТС-250-2П от лампового телевизора, убрать все вторичные обмотки. Намотать 40 витков в два провода ПЭВ-1,2мм (приблизительно 25-27В).
2. Диодный мост из КД213. Транзисторы можно использовать КТ814 и КТ815. Тиристор КУ202Н. R5-180 Om. Вместо С1 использовать сетевой фильтр от БП компьютера или UPS-a, С2 - 0,5 мкфх250В
3. Можно дополнить защитой от КЗ. R1 надо убрать. На отключающие контакты можно повесить светодиод, будет гореть при КЗ. Если использовать эту схему, то аккумулятор должен быть заряжен, хотя-бы, на 70% , иначе реле не сработает и зарядка не начнется. Для разряженных аккумуляторов эта защита не подойдет или же надо закорачивать контакты К1.1.

4. ...и защитой от переполюсовки

Для ЗУ автомобильных аккумуляторных батарей необходимо выбрать реле на номинальное напряжение 12 Б с допустимым током через контакты не менее 20 А. Этим условиям удовлетворяет реле РЭН-34 ХП4.500.030-01, контакты которого следует включить параллельно.

6. Предохранитель можно сделать исходя из:

7. Индикатор - вольтметр самый простой

З.Ы. ЗУ простое, делается за 3-4 дня неспеша после работы, применяемые детали - не дефицит, вобщем - доволен. Written.

Добавь статью в закладки


	Похожие материалы

АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Очень популярной, является тема зарядных устройств для автоаккумуляторов, поэтому предлагаем вашему вниманию ещё одну проверенную и отлично себя зарекомендовавшую схему зарядки. Трансформатор в данном девайсе использовался заводского изготовления, на 36 вольт, в цепях управления. На его вторичке стоят две обмотки по 18 вольт, соединённые со средней точкой. Диоды на ток 30 А, добытые из генератора автомобиля (те, что были под рукой), установлены на общий радиатор с тиристором.

Сам тиристор от корпуса радиатора изолирован слюдяной прокладкой, а радиатор в свою очередь изолирован от корпуса. Получилось просто и компактно, и даже при максимальной нагрузке температура радиатора выше 40-45 градусов не поднималась.

Тиристоры пробовались разные, вся серия КУ202, но в итоге был поставлен Т25-ххх, надпись плохо видна, но знаю точно что это тиристор на ток 25 А.
Управление собрано на отдельной плате, амперметр использовал на переменный ток, с полным отклонением 5 А, поэтому включен до диодов.

Естественно можно ставить в данную автомобильную зарядку стрелочный индикатор и на постоянный ток, и не обязательно амперметр, а даже вольтметр - с шунтом из низкоомного резистора.

Пределы регулировки зарядного тока 0,7-5 А, при слишком малом токе возможен срыв генерации, (все тонкости настройки цепей генератора, и подбора тиристора) - это кому хочется иметь зарядный ток с нуля.

На передней панели корпуса размещён тумблер включения питания, регулятор зарядного тока и амперметр для контроля процесса заряда аккумулятора. Сзади установлены на текстолитовой планке клеммы проводов для подключения аккумулятора. Вся коробка покрашена в чёрный цвет.

При нормальных условиях эксплуатации, электрическая система автомобиля самодостаточна. Речь идет об энергоснабжении – связка из генератора, регулятора напряжения, и аккумуляторной батареи, работает синхронно и обеспечивает бесперебойное питание всех систем.

Это в теории. На практике, владельцы автомобилей вносят поправки в эту стройную систему. Или же оборудование отказывается работать в соответствии с установленными параметрами.

Например:

Эксплуатация аккумуляторной батареи, которая исчерпала свой ресурс. Элемент питания «не держит» заряд
Нерегулярные поездки. Длительный простой автомобиля (особенно в период «зимней спячки») приводит к саморазряду АКБ
Автомобиль используется в режиме коротких поездок, с частым глушением и запуском мотора. АКБ просто не успевает подзарядиться
Подключение дополнительного оборудования увеличивает нагрузку на АКБ. Зачастую приводит к повышенному току саморазряда при выключенном двигателе
Экстремально низкая температура ускоряет саморазряд
Неисправная топливная система приводит к повышенной нагрузке: автомобиль заводится не сразу, приходится долго крутить стартер
Неисправный генератор или регулятор напряжения не позволяет нормально заряжать аккумулятор. К этой проблеме относятся изношенные силовые провода и плохой контакт в цепи заряда
И наконец, вы забыли выключить головной свет, габариты или музыку в автомобиле. Для полного разряда аккумулятора за одну ночь в гараже, иногда достаточно неплотно закрыть дверь. Освещение салона потребляет достаточно много энергии.

Любая из перечисленных причин приводит к неприятной ситуации: вам надо ехать, а батарея не в силах провернуть стартер. Проблема решается внешней подпиткой : то есть, зарядным устройством.

Во вкладке четыре проверенных и надежных схем зарядных устройств для автомобиля от простой до самой сложной. Выбирай любую и она будет работать.

Простая схема зарядного устройства на 12В.

Зарядное устройство с регулировкой тока зарядки.

Регулировка от 0 до 10А осуществляется изменением задержки открывания тринистора.

Схема зарядного устройства для аккумулятора с самоотключением после зарядки.

Для заряда аккумуляторов емкостью 45 ампер.

Схема умного зарядного устройства, которое предупредит о не правильном подключении.

Его совершенно несложно собрать своими руками. Пример зарядного устройства сделанного из бесперебойника.