Зарядное устройство на симисторе — КульбакиМастер.ru
Зарядное устройство на симисторе для зарядки 12 вольтовых автомобильных аккумуляторов емкостью до 100 А\Ч.
Схема этого устройства представлена на рисунке.
Нажмите на рисунок для просмотра.
Устройство обеспечивает широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от нуля до 10 А — и может быть использовано для зарядки различных стартерных батарей аккумуляторов на напряжение 12 В.
В основу устройства положен симисторный регулятор с дополнительно введенными маломощным диодным мостом VD1…VD4 и резисторами R3 и R5.
После подключения устройства к сети при плюсовом ее полупериоде (плюс на верхнем по схеме проводе) начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединенные резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде сети этот конденсатор заряжается через те же резисторы R2 и R1, диод VD2 и резистор R5 В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется только полярность зарядки.
Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1. При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. Описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
Общеизвестно, что управление тиристором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса. Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора.
В описываемом зарядном устройстве после включения симистора VS1 его основной ток протекает не только через первичную обмотку трансформатора Т1, но и через один из резисторов — R3 или R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочередно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора диодами VD4 и VD3 соответственно. Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Резистор R6, хроме того, формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы батареи.
Основным узлом зарадного устройства на симисторе является трансформатор Т1. Его можно изготовить на базе лабораторного трансформатора. ЛАТР-2М, изолировав его обмотку (она будет первичной) тремя слоями лакоткани и намотав вторичную обмотку, состоящую из 80 витков изолированного медного провода сечением не менее 3 мм2, с отводом от середины.
Конденсаторы С1 и С2 — МБМ или другие на напряжение не менее 400 и 160 В соответственно. Резисторы R1 и R2 — СП 1-1 и СПЗ-45 соответственно. Диоды VD1-VD4 -Д226, Д226Б или КД105Б. Неоновая лампа HL1 — ИН-3, ИН-3А; очень желательно применять лампу с одинаковыми по конструкции и размерам электродами — это обеспечит симметричность импульсов тока через первичную обмотку трансформатора.
Диоды КД202А можно заменить на любые из этой серии, а также на. Д242, Д242А или другие со средним прямим тоном не менее 5 А. Диод размещают на дюралюминиевой теплоотводящей пластине с полезной площадью поверхности. рассеяния не менее 120 см2. Симистор также следует укрепить на теплоотводящей пластине примерно вдвое меньшей площади поверхности. Резистор R6 — ПЭВ-10; его можно заменить пятью параллельно соединенными резисторами МЛТ-2 сопротивлением 110 Ом.
Устройство собирают в прочной коробке из изоляционного материала (фанеры, текстолита и т.п.). В верхней ее стенке и в дне следует просверлить вентиляционные отверстия. Размещение деталей в коробке — произвольное. Резистор R1 («Зарядный ток») монтируют на лицевой панели, к ручке прикрепляют небольшую стрелку, а под ней — шкалу. Цепи, несущие нагрузочный ток, необходимо выполнять проводом марки МГШВ сечением 2,5…3 мм2.
Зарядное устройство на симисторе настраивают следующим образом. Сначала устанавливают требуемый предел зарядного тока (но не более 10 А) резистором R2. Для этого к выходу устройства через амперметр на 10 А подключают батарею аккумуляторов, строго соблюдая полярность. Движок резистора R1 переводят в крайнее верхнее по схеме положение, резистора R2 — в крайнее нижнее, и включают устройство в сеть. Перемещая движок резистора R2, устанавливают необходимое значение максимального зарядного тока.
Заключительная операция — калибровка шкалы резистора R1 в амперах по образцовому амперметру.
В процессе зарядки ток через батарею изменяется, уменьшаясь к концу примерно на 20%. Поэтому перед зарядкой устанавливают начальный ток батареи несколько большим номинального значения (примерно на 10%). Окончание зарядки оправляют по плотности электролита или вольтметром — напряжение отключенной батареи должно быть в пределах 13,8…14,2 В.
Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12 В мощностью около 10 Вт, разместив ее снаружи корпуса. Она индицировала бы подключение зарядного устройства к аккумуляторной батарее и одновременно, освещала бы рабочее место.
Читать далее — Тиристорное зарядное устройство
Популярные схемы зарядных устройств:
Схема простого тиристорного зарядного устройства
Десульфатирующее зарядное устройство
Простое зарядное устройство
Схема автомата включения-выключения зарядного устройства
Простое, тиристорное зарядное устройство для авто АКБ
Всем привет, ранее я показывал схему мощного, тиристорного, зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, а простая схема, хотя и обладала высокой надёжностью, но была лишена систем защит, наподобие защиты от обратной полярности и короткого замыкания.
Сегодня речь пойдет о тиристорном, зарядном устройстве, но в ней уже имеются вышеупомянутые системы и защиты, таким образом представленная схема практически не убиваемая, одним словом надежная, как автомат Калашникова.
Вообще, зарядные устройства бывают линейными и импульсными.
Линейные, как правило, обладают малым кпд, поэтому силовой элемент — транзистор нуждается в большом радиаторе и дополнительном, активном охлаждении.
Если нужно зарядное устройство на большой ток, либо пуско-зарядное, то нужно смотреть в сторону импульсных схем. Импульсные, зарядные устройства можно разделить на 2 группы, схемы с шим-регулировкой тока заряда и фаза-импульсным способом.
Первый вариант, конечно же хорош, там регулировка мощности производится шим-сигналом, чем больше длительность импульсов, которые управляют силовым ключом, тем больше ток и наоборот.
Но подобные схемы сложны, поскольку в них должен иметься шим-контроллер, узел управления силовыми ключами и мощная выходная часть, также немаловажным фактором является стоимость комплектующих, хорошие, оригинальные, силовые транзисторы стоят дорого, то же самое можно сказать о силовых диодах, которые имеются в таких источниках питания.
Чем мощнее схема, тем больше и затраты, а если планируете собрать пуско-зарядное устройство с большим выходным током, то она здорово ударит по карману, взамен такие схемы могут дать возможность полной регулировки или стабилизации, как выходного напряжения, так и тока, что даст возможность построить универсальные зарядки абсолютно для любых аккумуляторов.
КПД у импульсных схем высокая, за счёт ключевого режима работы силового ключа, он либо открыт, либо закрыт.
Фаза-импульсные регуляторы также являются разновидностью импульсных регуляторов, тот же принцип только управление силового элемента производится низшим сигналом, а путем изменения частоты управляющих импульсов. Такой способ регулировки применим к тиристорам и симисторам, метод регулировки мощности заключается в обрезании начального, синусоидального сигнала.
Фаза-импульсные регуляторы мощности, обладают предельно высокой надежностью, если всё сделано правильно, тут нет шим контроллера, на его месте простой, релаксационный генератор способный вырабатывать управляющие импульсы с регулировкой частоты.
Такие генераторы очень просты и могут быть собраны из подручных компонентов, достоинством таких зарядных устройств являются высокое кпд и то, что они «резиновые», поставили более мощный трансформатор, тиристоры и ВСЁ, мощность схемы может быть любой.
Теперь, что касается нашей схемы…
Это схема промышленного, зарядного устройства Барс-8а,
ничего я не менял, только перевёл схему на импортную, элементную базу, с вашего разрешения будем рассматривать именно её.
Обратите внимание на толстые линии, это силовые, сильноточные цепи, провод для этих линий нужен с большим сечением в зависимости от расчетного тока. В схеме допускается разброс номиналов компонентов на 20%, на работу это особо не повлияет.
Несмотря на то, что вся вторичная цепь низковольтная, напряжение там безопасное. Питается зарядка от сетевого напряжения, поэтому соблюдайте бдительность и правила безопасности при работе с сетевым напряжением.
Первый запуск схемы, осуществляется через страховочную, сетевую лампу накаливания на 40-60 ватт, которая подключается на место предохранителя.
Схема управления собрана на компактной, печатной плате, её можете скачать в конце статьи.
В схеме имеем простой, релаксационный генератор, построенный на двух транзисторах, ещё один транзистор является усилительным. Помимо этих, в схеме имеем ещё два транзистора.
Давайте разберёмся, как это работает…
При подключении устройства в сети ничего не произойдёт, схема не будет работать пока на выходе не подключим заряжаемый аккумулятор. При подключении аккумулятора масса или минус от него поступит на эмиттер первого транзистора, а на базу через светодиод и ограничительный резистор, поступит положительное напряжение, что приведёт к отпиранию транзистора.
В этом случае напряжение появится и на делителе, который состоит из переменного и постоянного резистора, вращением переменного резистора у нас появляется возможность плавно открывать или закрывать второй транзистор, чем сильнее приоткрыт этот транзистор, тем быстрее будет заряжаться конденсатор, именно от скорости заряда этого конденсатора зависит частота импульсов вырабатываемых релаксационным генератором.
Таким образом вращение переменного резистора приводит к изменению частоты импульсов, эти импульсы в свою очередь через диоды поступают на управляющие выводы мощных, силовых тиристоров.
В данной части схемы построен мостовой выпрямитель,
только регулируемый, так как пара диодов выпрямителя заменены тиристорами, остальные два диода обычные, выпрямительные.
Выходное напряжение с этого зарядного устройства — пульсирующие, одни говорят, что это даже хорошо для аккумуляторов и способствует их восстановлению. Коротких замыканий устройство не боится, сугубо по той причине, что без аккумулятора оно не будет включаться вообще, если же аккумулятор включен неправильно, то есть «переполюсовка», то светодиод окажется подключенной анодом к массе и питание попросту не поступит на схему, если всё подключено правильно светодиод светится.
Заработает ли устройство, если заряжаемый аккумулятор сильно разряжен? Заработает, для запуска схемы достаточно и 6 вольт, так что дохлый аккумулятор не помеха.
Теперь о комплектующих.
Все диоды примененные в схеме выбираются с током 1-1.5 ампера, кроме конечно же силовых, но о них поговорим попозже. Первые 4 транзистора можно любые, маломощные с напряжением коллектор-эмиттер желательно от 40 вольт, хотя первый транзистор я поставил более мощный, но в этом нет необходимости.
Управляющий транзистор в ходе работы будет нагреваться, поэтому его необходимо установить на небольшой теплоотвод.
Указанный резистор, необходим с мощностью 1-2 ватта, в ходе работы будет нагреваться, у меня стоит 2-х ватный.
Силовая часть состоит из 2-х диодов и 2-х тиристоров, тут я отдал предпочтение советским компонентам.
Диоды, вот такие ДЧ135-50, в моём случае военная приёмка с индексом 2Ч, идеальный вариант для этих целей, они на 50 ампер.
Корпус у этих диодов отлично отводит тепло и по идее они могут работать на более больших токах.
Тиристоры 2Т142-80 на 80 ампер, также военная приёмка. Напряжение диодов и тиристоров в принципе можно от 40 вольт, но у меня стоят с многократным запасом, тиристоры на 700 вольт, диоды на 600 и в этом нет необходимости, просто такие компоненты были в наличии.
Как вы могли заметить несмотря на компактные размеры и тиристоры, и диоды, очень мощные — это довольно необычно, поскольку мощные, советские радиокомпоненты, как правило, очень громоздкие.
Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.
По поводу охлаждения.
Диоды должны быть установлены на массивный радиатор, а вот для тиристоров радиатор можно поменьше, так как они работают в импульсном режиме, хотя всё зависит от того на какой ток рассчитана ваша схема и какой в целом трансформатор.
Да, и еще не забываем мазать термопасту.
Резисторы на 100 Ом установлены не на плате управления, а припаяны непосредственно на тиристорах.
Силовой трансформатор необходим с напряжением вторичной обмотке не менее 18-20 вольт, этого хватит для зарядки любых автомобильных 12-вольтовых аккумуляторов.
Ток обмотки уже будет зависеть от ваших нужд, 6 ампер хватит для зарядки аккумуляторов с номинальной емкостью 60 ампер-часов, но схема с таким раскладом может обеспечить выходной ток в десятки ампер и всё зависит от трансформатора и силового выпрямителя. Получить можно и сотню ампер, и даже больше, всё зависит от вашей фантазии.
Регулировка зарядного тока очень плавная.
По поводу недостатков, то что схема надежная вы поняли, но она не имеет стабилизации, как и большинство схем на основе тиристора, то есть скачки и перепады сетевого напряжения приведут к увеличению или уменьшению выходного напряжения, поэтому устройство нуждается в некотором зрительном контроле.
Амперметр и вольтметр, вам покажут значение тока заряда и напряжения на аккумуляторе, и определиться нужно именно исходя из показаний приборов, например — если ток заряда 0, но напряжение на аккумуляторе меньше того значения, которое должно быть в полностью заряженном состоянии, то увеличиваем ток вращением регулятора.
Безусловно я согласен, что это неудобно, но поверьте на практике вам не придётся очень часто регулировать ток, если вы заряжаете один и тот же аккумулятор.
Архив к статье скачать…
Автор; АКА Касьян
| Прибор поможет завести автомобиль в зимнее время. Всем известно что пуск в зимнее время двигателя внутреннего сгорания автомобиля с подсевшим аккумулятором требует много сил и времени. Схема пускового зарядного устройства содержит симисторный регулятор напряжения (VS1), силовой трансформатор (T1), выпрямитель на мощных диодах (VD3, VD4) и стартерный аккумулятор (GB1). Ток подзарядки выбирается регулятором тока на симисторе VS1, его ток регулируется переменным резистором R2 и зависит от емкости АКБ. Обвязка симистора состоит из R1-R2-C3 (RC цепь), динистора VD2 и диодного моста VD1. Константа времени RC — цепи влияет на момент открытия динистора (отсчитывая от начало сетевого полупериода), который включен в диагональ выпрямительного моста через ограничительный резистор R4. Выпрямительный диодный мост осуществляет синхронизацию включение симистора в обоих полупериодах сетевого напряжения. В режиме «Регенерация» применяется только один полупериод сетевого напряжения, что способствует отчистке пластин АКБ от имеющейся кристаллизации. Конденсаторы С1 и С2 уменьшают степень помех от симистора в сети до приемлемых уровней. Для визуального контроля зарядного и пускового тока в схему зарядно-пускового устройства введен амперметр с шунтирующим резистором. Сетевой выключатель SA1 должен быть рассчитан на максимальный ток 12 ампер. Сетевой переключатель SA2 (типа ТЗ или П1Т) позволяет выбрать максимальное напряжение на трансформаторе в соответствии с напряжением сети. Внутреннего аккумулятора марки 6СТ45 или 6СТ50 должно хватить на 3-5 одновременных пусков. Резисторы в ЗПУ можно применить типа МЛТ или СП, конденсаторы С1,С2 — КБГ-МП, C3 – МБГО, С4 — К50-12, К50-6. Диоды Д160 (без радиаторов) можно поменять на другие с допустимым током более 50 ампер, симистор — типа ТС. Подсоединение прибора к АКБ автомобиля необходимо производить мощными зажимами «Крокодил» (на рабочий ток до 300 ампер). |
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО MASTA
Недавно купил на рынке неплохое польское зарядное Masta MS 12/5-R. Цена в Украине 25$. Для испытания его в деле, решил зарядить свой автоаккумулятор. Открутил пробки аккумулятора, долил воды и поставил заряжаться. Сначала напряжение поставил на минимум 2-4V, но зарядное выдавало < 1A. Тогда на максимум >12V — зарядное стало показывать 2-2,5A. Решил посмотреть чем это закончится. Подождал ночь и действительно — ток упал ещё меньше, значит на зарядном стоит автоматика, которая регулирует ток, только не не понятно что делать, если я захотел бы сделать «быструю» зарядку — ведь это максимум что давала зарядка.
Индикатор заряда на аккумуляторе сначала сменился с красного на белый, а потом и на зеленый, аккумулятор «кипел», зарядное показывало ток меньше 0,5A — значит аккумулятор зарядился. Поставил его на автомобиль — прекрасно завелось.
Заявленные производителем параметры:
— Рабочее напряжение, В 6-12
— Сила тока заряда (пуска) при 12 В, А 7,5
— Вес, кг 1,98
— Наличие амперметра
— Подключение к сети автомобиля Разъемы-«крокодилы»
Теперь заглянем внутрь данного зарядного устройства.
Тут показана зарядка в разобранном состоянии — мощный трансформатор, диодный мост, симисторный регулятор напряжения.
Зарядное MASTA работает по принципу регулировки тока по первичке трансформатора, надеюсь с принципом работы понятно всем. Примерная схема на рисунке:
И собственно плата регулятора тока — симистор абсолютно холодный даже в процессе работы ЗУ.
Ток заряда регулируется плавно: от ноля, оптимально 3-4 А, а дальше диоды начинают греться, но трансформатор холодный. В общем зарядное Masta MS 12/5-R можно смело рекомендовать, как простой и недорогой вариант, при вполне достаточных рабочих характеристиках. Написано по материалам, предоставленным товарищем -igRoman-
Форум по зарядным устройствам
Схемы зарядных устройств