Меню

Зарядного устройства на основе тиристора

Зарядного устройства на основе тиристора

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Большой популярностью среди автолюбителей самодельщиков пользуются тиристорные автозарядки, в которых питание от мощного трансформатора поступает на АКБ через тиристор, управляемый открывающими его импульсами от генератора. В простейшем виде схема будет выглядеть вот так:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

И нечего улыбаться — она реально рабочая и в своё время довольно долго успешно эксплуатировалась. Более сложный вариант, с отдельным генератором импульсов и контролем режимов заряда (напряжения на батарее) показан на следующей принципиальной схеме:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Но если опыт позволяет, луче собрать третье автоматическое зарядное тиристорное, которое кроме того что собрано многими людьми, имеет вполне неплохие параметры и возможности.

Схема и печатная плата ЗУ на SCR

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Печатная плата нарисована вручную маркером. Вы можете сделать разводку самостоятельно, например на основании вот этого рисунка:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Параметры зарядного устройства

  • Выходное напряжение 1 — 15 В
  • Предельный ток до 8 А
  • Защита от перезаряда аккумулятора.
  • Защита от случайной короткого замыкания выхода
  • Защиты против смены полярности

Функциональное описание схемы

Переменное напряжение от вторичной обмотки трансформатора (около 17 В) подается на управляемый тиристорно-диодный мост, далее в зависимости от импульсов управления, следующих от контроллера, оно подается на клеммы аккумулятора.

Контроллер состоит из отдельного сетевого трансформатора, его напряжение формируется стабилизатором LM7812, двойной мультивибратор CD4538 делает управляющие импульсы на тиристорах, и имеет цепи контроля напряжения аккумуляторной батареи, состоящие из оптрона CNY17 и источника опорного напряжения TL431, работающего в качестве компаратора.

Если напряжение на выходе TL431 (R) ниже 2,5 В (система делителя с PR2 с резисторами), ток не протекает через TL431 через LED2 и CNY17 из-за блокировки транзистора BC238, что приводит к высокому состоянию на входе сброса выв.13 микросхемы CD4538 и её нормальной работе (если управляющие импульсы направляются на затворы тиристора), если напряжение увеличивается (в результате зарядки батареи), тогда начинает действовать TL431, ток прекращает течь через LED2 и CNY17, BC238 срабатывает и низкое состояние подается на выв.13, генерация управляющих импульсов на затворе тиристора прекращается, и напряжение на аккумуляторе отключается. Напряжение отключения устанавливается PR4 на уровне 14,4 В. Светодиод LED1 во время зарядки становится все более и более частым и почти на финальной стадии.

Также использовались 2 датчика температуры 80 C. Один приклеен к радиатору, а другой — к вторичной обмотке сетевого трансформатора, датчики соединены последовательно. Активация датчика приводит к отключению напряжения на оптопаре и блокировке мультивибратора CD4538 и отсутствию сигналов управления затворами тиристора.
Вентилятор постоянно подключен к аккумуляторной батарее.

Схема имеет переключатель AUT / MAN в положении MAN, при этом автоматическая система контроля напряжения аккумулятора отключена, и аккумулятор можно заряжать вручную, контролируя напряжение.

Вот несколько вариантов схем подключения выпрямителей и тиристоров:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

  • Схема на рис. A. Наименее благоприятное включение, высокое падение напряжения и сильный нагрев моста плюс потери на тиристоре. Преимущества: можно использовать один радиатор, потому что выпрямительные мосты обычно изолированы от корпуса.
  • Схема на рис. Б наиболее выгодна, потери только на тиристорах. Но два радиатора.
  • Схема на рис. С умеренно выгодна. Три или один радиатор (с одним радиатором, одним двойным диодом Шоттки или двумя диодами с катодом на корпусе.

Это нормальные напряжения на выводах чипа CD4538:

1 — 0 В
2 — от 11,5 В до 6 В при повороте потенциометра P
3,16 — 12 В
4,6,11 — от 2 В до 12 В при повороте P
5 — приблизительно 10 В
10,12 — около 0,1 В
13 — около 11,5 В с выключенным LED1
14 — около 12 В
15 — 0

В коллекторе BD135 около 19,9 В. Для более детальной настройки понадобится осциллограф. Схема довольно проста и при правильной сборке должна запускаться сразу после подачи напряжения.

Фото процесса изготовления зарядки

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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.

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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.

Читайте также:  Такт 301 зарядное устройство для

Источник



Зарядное устройство на тиристоре для автомобиля

Использование зарядных устройств на тиристорах оправдано – восстановление работоспособности аккумуляторов происходит намного быстрее и «правильнее». Поддерживается оптимальное значение тока зарядки, напряжение, поэтому навредить аккумулятору вряд ли получится. Ведь от перенапряжения может выкипать электролит, разрушаться пластины из свинца. А это все приводит к выходу из строя аккумуляторной батареи. Но нужно помнить о том, что современные свинцовые АКБ способны выдерживать не более 60 циклов полного разряда и заряда.

Общее описание схемы зарядчика

Изготовить своими руками зарядные устройства на тиристорах сможет каждый, если имеются познания в электротехнике. Но чтобы сделать правильно все работы, нужно иметь под рукой хотя бы простейший измерительный прибор – мультиметр.

Он позволяет провести замеры напряжения, тока, сопротивления, проверить работоспособность транзисторов. А в схеме зарядного устройства имеются такие функциональные блоки:

  1. Понижающее устройство – в самом простом случае это обычный трансформатор.
  2. Блок выпрямителя состоит из одного, двух или четырех полупроводниковых диодов. Обычно используется мостовая схема, так как с ее помощью удается получить практически чистый постоянный ток без пульсаций.
  3. Блок фильтров – это один или несколько электролитических конденсатора. С их помощью отсекается вся переменная составляющая в выходном токе.
  4. Стабилизация напряжения производится с помощью специальных полупроводниковых элементов – стабилитронов.
  5. Амперметром и вольтметром происходит контроль тока и напряжения соответственно.
  6. Регулировка параметров выходного тока производится устройством, собранным на транзисторах, тиристоре и переменном сопротивлении.

Основной элемент – трансформатор

Без него просто никуда, изготовить зарядное устройство с регулировкой на тиристоре без использования трансформатора не получится. Цель применения трансформатора – снижение напряжения с 220 В до 18-20 В. Именно столько нужно для нормальной работы зарядного устройства. Общая конструкция трансформатора:

  1. Магнитопровод из стальных пластин.
  2. Первичная обмотка подключается к источнику переменного тока 220 В.
  3. Вторичная обмотка соединяется с основной платой зарядного устройства.

В некоторых конструкциях могут применяться две вторичные обмотки, включенные последовательно. Но в конструкции, которая рассматривается в статье, применяется трансформатор, у которого одна первичная и столько же вторичных обмоток.

Грубый расчет обмоток трансформатора

Желательно в конструкции зарядного устройства на тиристорах использовать трансформатор с уже имеющейся первичной обмоткой. Но если нет первичной обмотки, нужно вычислить ее. Для этого достаточно знать мощность устройства и площадь сечения магнитопровода. Желательно использовать трансформаторы мощностью свыше 50 Вт. Если известно сечение магнитопровода S (кв. см), можно вычислить число витков на каждый 1 В напряжения:

Чтобы вычислить количество витков в первичной обмотке, нужно 220 умножить на N. Аналогичным образом считается и вторичная обмотка. Но нужно учитывать, что в бытовой сети напряжение может подскакивать вплоть до 250 В, поэтому трансформатор должен выдерживать такие перепады.

Намотка и сборка трансформатора

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

d = 0,02×√I (обмотки).

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

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.

Изготовление печатной платы

Чтобы самостоятельно изготовить печатную плату зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на тиристоре, вам нужно иметь такие материалы и инструменты:

  1. Кислота для очистки поверхности фольгированного материала.
  2. Припой и олово.
  3. Фольгированный текстолит (гетинакс достать сложнее).
  4. Маленькая дрель и сверла 1-1,5 мм.
  5. Хлорное железо. Использовать этот реактив намного лучше, так как с его помощью излишки меди уходят намного быстрее.
  6. Маркер.
  7. Лазерный принтер.
  8. Утюг.

Прежде чем начинать монтаж, необходимо нарисовать дорожки. Сделать это лучше всего на компьютере, затем распечатать рисунок на принтере (обязательно лазерном).

Распечатку нужно проводить на листе из любого глянцевого журнала. Переводится рисунок очень просто – прогревается лист горячим утюгом (без фанатизма) несколько минут, затем некоторое время остывает. Но можно и от руки маркером нарисовать дорожки, после чего поместить текстолит в раствор хлорного железа на несколько минут.

Назначение элементов ЗУ

Выполняется устройство на основе фазоимпульсного регулятора на тиристоре. В нем нет дефицитных компонентов, поэтому при условии, если будете монтировать исправные детали, вся схема сможет работать без настройки. В конструкции имеются такие элементы:

  1. Диоды VD1-VD4 – это мостовой выпрямитель. Предназначены они для преобразования переменного тока в постоянный.
  2. Управляющий узел собран на однопереходных транзисторах VT1 и VT2.
  3. Время зарядки конденсатора С2 можно регулировать переменным сопротивлением R1. Если его ротор сместить в крайнее правое положение, то ток зарядки будет наивысшим.
  4. VD5 – это диод, предназначенный для защиты цепи управления тиристора от обратного напряжения, которое возникает при включении.
Читайте также:  Свивел свипер электровеник зарядное устройство

У такой схемы имеется один большой недостаток – большие колебания тока зарядки, если в сети нестабильное напряжение. Но это не помеха, если в доме используется стабилизатор напряжения. Можно собрать зарядное устройство на двух тиристорах – оно будет более стабильное, но сложнее реализовать эту конструкцию.

Монтаж элементов на печатной плате

Диоды и тиристор желательно монтировать на отдельных радиаторах, причем их обязательно изолируйте от корпуса. Все остальные элементы устанавливаются на печатной плате.

Использовать навесной монтаж нежелательно – слишком это некрасиво смотрится, да и опасно. Чтобы разместить элементы на плате, нужно:

  1. Просверлить тонким сверлом отверстия под ножки.
  2. Залудить все печатные дорожки.
  3. Покрыть дорожки тонким слоем олова, это обеспечит надежность монтажа.
  4. Установить все элементы и пропаять их.

После окончания монтажа можно покрыть дорожки эпоксидной смолой или лаком. Но перед этим обязательно подключите трансформатор и провода, которые идут к аккумулятору.

Окончательная сборка устройства

После окончания монтажа зарядного устройства на тиристоре КУ202Н нужно найти для него подходящий корпус. Если нет ничего подходящего, изготовьте его самостоятельно. Можно воспользоваться тонким металлом или даже фанерой. Расположите в удобном месте трансформатор и радиаторы с диодами, тиристором. Нужно, чтобы они хорошо охлаждались. Для этой цели можете установить кулер в задней стенке.

Можно даже вместо предохранителя установить автоматический выключатель (если позволяют габариты прибора). На передней панели нужно разместить амперметр и переменный резистор. Скомпоновав все элементы, приступаете к испытанию прибора и его эксплуатации.

Источник

Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Здравствуйте. Сегодня буду рассказывать о давно используемой мной схемой тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которое я буду использовать как зарядное устройство для свинцовых аккумуляторных батарей

Я уже как то писал о зарядке на тиристоре. Это зарядное на много лучше. Начну описание зарядного на тиристоре ку202 с преимуществ:
— Зарядное легко выдерживает ток до 10А(зависит от тиристора, в данном случае КУ202)
— Ток заряда импульсный, что по мнению многих радиолюбителей, поможет со сроком службы АКБ
— Схема состоит из легкодоступных деталей, можно собрать чуть ли не из хлама
Схема зарядного легко повторима и ее сможет собрать даже новичок, ли ж бы паять умел
— И последнее преимущество,что к этой схеме не требуется никаких примочек. Схема уже снабжена всем необходимо, что бы рукожопые не сожгли ни аккумулятор, ни схему. В схеме зарядного есть защита от короткого замыкания, защита от переполюсовки, а так же ограничитель напряжения зарядки. Ограничение напряжения зарядки дает возможность не следить за окончанием зарядки, а оставлять зарядку без контроля на долгое время, схема сама все отключит

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202

Рассмотрим схему зарядного устройства. Слева на транзисторах Q2Q3 собранна схема тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, о том что это такое в интернете полно информации. Регулировка фазы открытия и соответственно тока зарядки регулируется переменным резистором R4. Транзисторы Q2Q3 это аналог однопереходного транзистора, который можно заменить на КТ117 для облегчения схемы. Силовой тиристор использую КУ202,он у нас доступен и достаточно мощный, что бы заряжать автомобильные аккумуляторы достаточным током. Кстати ток зарядки выставляется на 1\10 от емкости.

Правая часть схема это защита аккумулятора. На транзисторе Q1Q4 собранны защита от перенапряжение, защита от КЗ и защита от переполюсовки. Включается схема только когда на выход зарядки подключен АКБ. Через делитель R3R6 идет ток, открывая транзистор Q1 и запитывает фазоимпульсный регулятор тока.
Защита от переполюсовки работает так. Когда клемы не правильно подключены, ток идущий через тот же делитель запирает транзистор, соответственно ток на регулятор мощности не идет.
Отсекатель зарядки работает достаточно просто, когда напряжение окончания зарядки достигает 14.4В, напряжение на делителе R8R11 становиться достаточным для пробоя стабилитрона, транзистор Q4 открывается, закрывая собой Q1
И самое главное в схеме, это трансформатор. Питается схема от трансформатора с напряжением 18-25В. В моем случае на время испытаний питал зарядное от Регулируемого источника переменного тока.
Печатная плата тиристорного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Скачать печатную плату
На выходе на плате установлены два светодиода для индикации подключения АКБ. Зеленый сигнализирует правильно подключенный аккумулятор, красный- полярность нарушена или переполюсовка. Так же на выход не плохо поставить предохранитель, ну на всякий случай
Теперь об испытания. Схема спаянна и собранна, диодный мост и тиристор установлены на радиаторы, выходные провода припаяны.

Печатная плата использовалась от старых зарядных и подготовлена под мощные резисторы. Но так как я пересчитал номиналы, то теперь все резисторы можно использовать на 0,25Вт. Так же транзисторы использовал типа КТ315 КТ361, старые но надежные. Можно использовать КТ3102 КТ3107 КТ814 КТ815 КТ816 КТ817

Читайте также:  Схемы пуско зарядных устройств 12 24в

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Большой популярностью среди автолюбителей самодельщиков пользуются тиристорные автозарядки, в которых питание от мощного трансформатора поступает на АКБ через тиристор, управляемый открывающими его импульсами от генератора. В простейшем виде схема будет выглядеть вот так:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

И нечего улыбаться — она реально рабочая и в своё время довольно долго успешно эксплуатировалась. Более сложный вариант, с отдельным генератором импульсов и контролем режимов заряда (напряжения на батарее) показан на следующей принципиальной схеме:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Но если опыт позволяет, луче собрать третье автоматическое зарядное тиристорное, которое кроме того что собрано многими людьми, имеет вполне неплохие параметры и возможности.

Схема и печатная плата ЗУ на SCR

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Печатная плата нарисована вручную маркером. Вы можете сделать разводку самостоятельно, например на основании вот этого рисунка:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Параметры зарядного устройства

  • Выходное напряжение 1 — 15 В
  • Предельный ток до 8 А
  • Защита от перезаряда аккумулятора.
  • Защита от случайной короткого замыкания выхода
  • Защиты против смены полярности

Функциональное описание схемы

Переменное напряжение от вторичной обмотки трансформатора (около 17 В) подается на управляемый тиристорно-диодный мост, далее в зависимости от импульсов управления, следующих от контроллера, оно подается на клеммы аккумулятора.

Контроллер состоит из отдельного сетевого трансформатора, его напряжение формируется стабилизатором LM7812, двойной мультивибратор CD4538 делает управляющие импульсы на тиристорах, и имеет цепи контроля напряжения аккумуляторной батареи, состоящие из оптрона CNY17 и источника опорного напряжения TL431, работающего в качестве компаратора.

Если напряжение на выходе TL431 (R) ниже 2,5 В (система делителя с PR2 с резисторами), ток не протекает через TL431 через LED2 и CNY17 из-за блокировки транзистора BC238, что приводит к высокому состоянию на входе сброса выв.13 микросхемы CD4538 и её нормальной работе (если управляющие импульсы направляются на затворы тиристора), если напряжение увеличивается (в результате зарядки батареи), тогда начинает действовать TL431, ток прекращает течь через LED2 и CNY17, BC238 срабатывает и низкое состояние подается на выв.13, генерация управляющих импульсов на затворе тиристора прекращается, и напряжение на аккумуляторе отключается. Напряжение отключения устанавливается PR4 на уровне 14,4 В. Светодиод LED1 во время зарядки становится все более и более частым и почти на финальной стадии.

Также использовались 2 датчика температуры 80 C. Один приклеен к радиатору, а другой — к вторичной обмотке сетевого трансформатора, датчики соединены последовательно. Активация датчика приводит к отключению напряжения на оптопаре и блокировке мультивибратора CD4538 и отсутствию сигналов управления затворами тиристора.
Вентилятор постоянно подключен к аккумуляторной батарее.

Схема имеет переключатель AUT / MAN в положении MAN, при этом автоматическая система контроля напряжения аккумулятора отключена, и аккумулятор можно заряжать вручную, контролируя напряжение.

Вот несколько вариантов схем подключения выпрямителей и тиристоров:

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

  • Схема на рис. A. Наименее благоприятное включение, высокое падение напряжения и сильный нагрев моста плюс потери на тиристоре. Преимущества: можно использовать один радиатор, потому что выпрямительные мосты обычно изолированы от корпуса.
  • Схема на рис. Б наиболее выгодна, потери только на тиристорах. Но два радиатора.
  • Схема на рис. С умеренно выгодна. Три или один радиатор (с одним радиатором, одним двойным диодом Шоттки или двумя диодами с катодом на корпусе.

Это нормальные напряжения на выводах чипа CD4538:

1 — 0 В
2 — от 11,5 В до 6 В при повороте потенциометра P
3,16 — 12 В
4,6,11 — от 2 В до 12 В при повороте P
5 — приблизительно 10 В
10,12 — около 0,1 В
13 — около 11,5 В с выключенным LED1
14 — около 12 В
15 — 0

В коллекторе BD135 около 19,9 В. Для более детальной настройки понадобится осциллограф. Схема довольно проста и при правильной сборке должна запускаться сразу после подачи напряжения.

Фото процесса изготовления зарядки

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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.

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

Зарядное для авто аккумуляторов на тиристоре

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.

Источник