Схемы управления тиристорами в зарядных устройствах – Тиристорное зарядное с регулятором тока

зарядное с управлением на тиристорах

Зарядное устройство на тиристорах для зарядки аккумулятора.
Тиристорный регулятор в зарядном устройстве.
Для более полного ознакомления с последуущим материалом, просмотрите предыдущие статьи: «Двух полупериодная схема выпрямителя» и «Как изготовить трансформатор на П – образном сердечнике».


♣     В этих статьях  говориться о том, что существуют 2–х полупериодные схемы выпрямления с двумя вторичными обмотками, каждая из которых рассчитана на полное выходное напряжение. Обмотки работают поочередно: одна на положительной полуволне, другая на отрицательной.
Используются два полупроводниковых выпрямительных диода.

♣     Предпочтительность такой схемы:

  • — токовая нагрузка на каждую обмотку и каждый диод в два раза меньше, чем на схему с одной обмоткой;
  • — сечение провода двух вторичных обмоток может быть в два раза меньше;
  • — выпрямительные диоды могут быть выбраны на меньший максимально допустимый ток;
  • — провода обмоток наиболее охватывают магнитопровод, магнитное поле рассеяния минимально;
  • — полная симметричность — идентичность вторичных обмоток;


♣     Используем такую схему выпрямления на П – образном сердечнике для изготовления регулируемого зарядного устройства на тиристорах.
Двух — каркасная конструкция трансформатора позволяет это сделать наилучшим образом.
К тому же две полу-обмотки получаются совершенно одинаковыми.

♣     И так, наше задание: построить устройство для зарядки аккумулятора с напряжением 6 – 12 вольт и плавным регулированием зарядного тока от 0 до 5 ампер.
Мною уже предлагался для изготовления «Выпрямитель для зарядки аккумулятора», но регулировка зарядного тока в нем проводится ступенчато.
Посмотрите в этой статье, как выполнялся расчет трансформатора на Ш – образном сердечнике. Эти расчетные данные подходят и под  П –образный трансформатор той же мощности.

Расчетные данные из статьи таковы:

  • — мощность трансформатора – 100 ватт;
  • — сечение сердечника – 12 см.кв.;
  • — выпрямленное напряжение — 18 вольт;
  • — ток — до 5 ампер;
  • — количество витков на 1 вольт – 4,2.

Первичная обмотка:

  • — количество витков – 924;
  • — ток – 0,45 ампера;
  • — диаметр провода – 0,54 мм.

Вторичная обмотка:

  • — количество витков – 72;
  • — ток – 5 ампер;
  • — диаметр провода – 1,8 мм.

♣     Эти расчетные данные примем за основу построения трансформатора на  П – образном сердечнике.
С учетом рекомендаций выше указанных статей по изготовлению трансформатора на П— образном сердечнике, построим выпрямитель для зарядки аккумулятора с плавной регулировкой зарядного тока.

Схема выпрямителя изображена на рисунке. Она состоит из трансформатора ТР, тиристоров Т1 и Т2, схемы управления зарядным током, амперметра на 5 — 8 ампер, диодного моста Д4 — Д7.
Тиристоры Т1 и Т2 одновременно выполняют роль выпрямительных диодов и роль регуляторов величины зарядного тока.

♣     Трансформатор Тр состоит из магнитопровода и двух каркасов с обмотками.
Магнитопровод может быть набран как из стальных  П – образных пластин, так и из разрезанного О – образного сердечника из навитой стальной ленты.
Первичная обмотка (сетевая на 220 вольт — 924 витка) делится пополам – 462 витка (а – а1) на одном каркасе, 462 витка (б – б1) на другом каркасе.
Вторичная обмотка (на 17 вольт) состоит из двух полуобмоток (по 72 витка) мотается на первом (А — Б) и на втором (А1 – Б1) каркасе по 72 витка. Всего 144 витка.

Третья обмотка (с — с1 = 36 витков) +(d — d1 = 36 витков) в сумме 8,5 В +8,5 В = 17 вольт  служит для питания схемы управления и состоит из 72 витков провода. На одном каркасе (с – с1) 36 витков и на другом каркасе (d — d1) 36 витков.
Первичная обмотка мотается проводом диаметром – 0,54 мм.
Каждая вторичная полуобмотка мотается проводом диаметром 1,3 мм., рассчитанным на ток 2,5 ампера.
Третья обмотка мотается проводом диаметром 0,1 — 0,3 мм, какой попадется, ток потребления здесь маленький.

♣     Плавная регулировка зарядного тока выпрямителя основана на свойстве тиристора переходить в открытое состояние по импульсу, поступающему на управляющий электрод. Регулируя время прихода управляющего импульса, можно управлять средней мощностью проходящей через тиристор за каждый период переменного электрического тока.

♣     Приведенная схема управления тиристорами работает по принципу фазо-импульсного метода.
Схема управления состоит из аналога тиристора, собранного на транзисторах Тр1 и Тр2, временной цепочки, состоящей из конденсатора С и резисторов R2 и Ry, стабилитрона Д7 и разделительных диодов Д1 и Д2. Регулировка зарядного тока производится переменным резистором Ry.

Переменное напряжение 17 вольт снимается с третьей обмотки, выпрямляется диодным мостом Д3 – Д6 и имеет форму (точка №1) (в кружке №1). Это, пульсирующее напряжение положительной полярности с частотой 100 герц, меняющее свою величину от 0 до 17 вольт. Через резистор R5 напряжение поступает на стабилитрон Д7 (Д814А, Д814Б или любой другой на 8 – 12 вольт). На стабилитроне напряжение ограничивается до 10 вольт и имеет форму (точка №2). Далее следует зарядно – разрядная цепочка (Ry, R2, C). При возрастании напряжения от 0 начинает заряжаться конденсатор С, через резисторы Ry, и R2.
♣     Сопротивление резисторов и емкость конденсатора (Ry, R2, C) подобраны таким образом, чтобы конденсатор зарядился за время действия одного полупериода пульсирующего напряжения. Когда напряжение на конденсаторе достигнет максимальной величины (точка №3), с резисторов R3 и R4 на управляющий электрод аналога тиристора (транзисторы Тр1 и Тр2) поступит напряжение для открытия. Аналог тиристора откроется и заряд электричества, накопленный в конденсаторе, выделится на резисторе R1. Форма импульса на резисторе R1 показана в кружке №4.
Через разделительные диоды Д1 и Д2 импульс запуска подается одновременно на оба  управляющих электрода  тиристоров Т1 и Т2. Открывается тот тиристор, на который в данный момент поступила положительная полуволна переменного напряжения с вторичных обмоток выпрямителя (точка №5).
Изменяя сопротивление резистора Ry, изменяем время за которое полностью зарядится конденсатор С, то есть изменяем время включения тиристоров во время действия полуволны напряжения. В точке №6 показана форма напряжения на выходе выпрямителя.
Изменяется сопротивление Ry, изменяется время начала открывания тиристоров, изменяется форма заполнения полупериода действующим током (фигура №6). Заполнение полупериода может регулироваться от 0 до максимума. Весь процесс регулирования напряжения во времени показан на рисунке.
♣     Все показанные замеры формы напряжения в точках №1 — №6 проведены относительно плюсового вывода выпрямителя.

Детали выпрямителя:
— тиристоры Т1 и Т2 – КУ 202И-Н на 10 ампер. Каждый тиристор устанавливать на радиатор площадью 35 – 40 см.кв.;
— диоды Д1 – Д6 Д226 или любые на ток 0,3 ампера и напряжение выше 50 вольт;
— стабилитрон Д7 — Д814А — Д814Г или любой другой на 8 – 12 вольт;
— транзисторы Тр1 и Тр2 любые маломощные на напряжение свыше 50 вольт.
Подбирать пару транзисторов необходимо с одинаковой мощностью, разными проводимостями и с равными коэффициентами усиления (не менее 35 — 50).
Мною опробованы разные пары транзисторов:  КТ814 – КТ815, КТ816 – КТ817; МП26 – КТ308, МП113 – МП114.
Все варианты работали хорошо.
— Сонденсатор емкостью 0,15 микрофарады;
— Резистор R5 ставить мощностью в 1 ватт. Остальные резисторы мощностью 0,5 ватта.
— Амперметр рассчитан на ток 5 – 8 ампер

♣     Необходимо с вниманием отнестись к монтажу трансформатора. Советую перечитать статью «Как изготовить трансформатор на П – образном сердечнике». Особенно то место, где приводятся рекомендации по фазировке включения первичной и вторичной обмоток.

 Можно использовать схему фазировки первичной обмотки  приведенную ниже,  как на рисунке.


♣     В цепь первичной обмотки последовательно включается электрическая лампочка на напряжение 220 вольт и мощность 60 ватт. эта лампочка будет служить вместо предохранителя.
Если обмотки будут сфазированы неправильно, лампочка загорится.
Если соединения проведены правильно, при включении трансформатора в сеть 220 вольт лампочка должна вспыхнуть и потухнуть.
На клеммах вторичных обмоток должно быть два напряжения по 17 вольт, вместе (между А и Б) 34 вольта.
Все монтажные работы необходимо проводить с соблюдением ПРАВИЛ ТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ!

 

domasniyelektromaster.ru

Управление тиристором в зарядном устройстве. Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Тиристорный регулятор в зарядном устройстве.

Для более полного ознакомления с последуущим материалом, просмотрите предыдущие статьи: и .

♣ В этих статьях говориться о том, что существуют 2–х полупериодные схемы выпрямления с двумя вторичными обмотками, каждая из которых рассчитана на полное выходное напряжение. Обмотки работают поочередно: одна на положительной полуволне, другая на отрицательной.
Используются два полупроводниковых выпрямительных диода.

Предпочтительность такой схемы:

  • — токовая нагрузка на каждую обмотку и каждый диод в два раза меньше, чем на схему с одной обмоткой;
  • — сечение провода двух вторичных обмоток может быть в два раза меньше;
  • — выпрямительные диоды могут быть выбраны на меньший максимально допустимый ток;
  • — провода обмоток наиболее охватывают магнитопровод, магнитное поле рассеяния минимально;
  • — полная симметричность — идентичность вторичных обмоток;


♣ Используем такую схему выпрямления на П – образном сердечнике для изготовления регулируемого зарядного устройства на тиристорах.
Двух — каркасная конструкция трансформатора позволяет это сделать наилучшим образом.
К тому же две полу-обмотки получаются совершенно одинаковыми.

♣ И так, наше задание

: построить устройство для зарядки аккумулятора с напряжением 6 – 12

вольт и плавным регулированием зарядного тока от 0 до 5 ампер

.
Мною уже предлагался для изготовления , но регулировка зарядного тока в нем проводится ступенчато.
Посмотрите в этой статье, как выполнялся расчет трансформатора на Ш – образном

сердечнике. Эти расчетные данные подходят и под П –образный

трансформатор той же мощности.

Расчетные данные из статьи таковы:

  • — мощность трансформатора – 100 ватт

    ;
  • — сечение сердечника – 12 см.кв.
    ;
  • — выпрямленное напряжение — 18 вольт
    ;
  • — ток — до 5 ампер
    ;
  • — количество витков на 1 вольт – 4,2
    .

Первичная обмотка:

  • — количество витков – 924
    ;
  • — ток – 0,45
    ампера;
  • — диаметр провода – 0,54
    мм.

Вторичная обмотка:

  • — количество витков – 72
    ;
  • — ток – 5
    ампер;
  • — диаметр провода – 1,8
    мм.

♣ Эти расчетные данные примем за основу построения трансформатора на П
– образном сердечнике.
С учетом рекомендаций выше указанных статей по изготовлению трансформатора на П
— образном сердечнике, построим выпрямитель для зарядки аккумулятора с плавной регулировкой зарядного тока

.

Схема выпрямителя изображена на рисунке. Она состоит из трансформатора ТР
, тиристоров Т1 и Т2
, схемы управления зарядным током, амперметра на 5 — 8
ампер, диодного моста Д4 — Д7
.
Тиристоры Т1 и Т2
одновременно выполняют роль выпрямительных диодов и роль регуляторов величины зарядного тока.

♣ Трансформатор Тр
состоит из магнитопровода и двух каркасов с обмотками.
Магнитопровод может быть набран как из стальных П
– образных пластин, так и из разрезанного О
– образного сердечника из навитой стальной ленты.
Первичная
обмотка (сетевая на 220 вольт — 924 витка)
делится пополам – 462 витка (а – а1)
на одном каркасе, 462 витка (б – б1)
на другом каркасе.
Вторичная
обмотка (на 17 вольт)
состоит из двух полуобмоток (по 72 витка)
мотается на первом (А — Б)
и на втором (А1 – Б1)
каркасе по 72 витка
. Всего 144
витка.

Третья
обмотка (с — с1 = 36 витков) +(d — d1 = 36 витков)
в сумме 8,5 В +8,5 В = 17 вольт
служит для питания схемы управления и состоит из 72
витков провода. На одном каркасе (с – с1) 36 витков и на другом каркасе (d — d1) 36 витков.
Первичная обмотка мотается проводом диаметром – 0,54 мм
.
Каждая вторичная полуобмотка мотается проводом диаметром 1,3 мм.
, рассчитанным на ток 2,5
ампера.
Третья обмотка мотается проводом диаметром 0,1 — 0,3 мм
, какой попадется, ток потребления здесь маленький.

♣ Плавная регулировка зарядного тока выпрямителя основана на свойстве тиристора переходить в открытое состояние по импульсу, поступающему на управляющий электрод. Регулируя время прихода управляющего импульса, можно управлять средней мощностью проходящей через тиристор за каждый период переменного электрического тока.

♣ Приведенная схема управления тиристорами работает по принципу фазо-импульсного метода
.
Схема управления состоит из аналога тиристора, собранного на транзисторах Тр1 и Тр2
, временной цепочки, состоящей из конденсатора С
и резисторов R2 и Ry
, стабилитрона Д7
и разделительных диодов Д1 и Д2
. Регулировка зарядного тока производится переменным резистором Ry
.

Переменное напряжение 17 вольт
снимается с третьей обмотки, выпрямляется диодным мостом Д3 – Д6
и имеет форму (точка №1) (в кружке №1).
Это, пульсирующее напряжение положительной полярности с частотой 100 герц
, меняющее свою величину от 0 до 17 вольт
. Через резистор R5
напряжение поступает на стабилитрон Д7 (Д814А, Д814Б
или любой другой на 8 – 12 вольт
). На стабилитроне напряжение ограничивается до 10 вольт
и имеет форму (точка №2
). Далее следует зарядно – разрядная цепочка (Ry, R2, C)
. При возрастании напряжения от 0 начинает заряжаться конденсатор С,
через резисторы Ry, и R2
.
♣ Сопротивление резисторов и емкость конденсатора (Ry, R2, C)
подобраны таким образом, чтобы конденсатор зарядился за время действия одного полупериода пульсирующего напряжения. Когда напряжение на конденсаторе достигнет максимальной величины (точка №3)
, с резисторов R3 и R4
на управляющий электрод аналога тиристора (транзисторы Тр1 и Тр2
) поступит напряжение для открытия. Аналог тиристора откроется и заряд электричества, накопленный в конденсаторе, выделится на резисторе R1
. Форма импульса на резисторе R1
показана в кружке №4
.
Через разделительные диоды Д1 и Д2
импульс запуска подается одновременно на оба управляющих электрода тиристоров Т1 и Т2
. Открывается тот тиристор, на который в данный момент поступила положительная полуволна переменного напряжения с вторичных обмоток выпрямителя (точка №5)
.
Изменяя сопротивление резистора Ry
, изменяем время за которое полностью зарядится конденсатор С
, то есть изменяем время включения тиристоров во время действия полуволны напряжения. В точке №6
показана форма напряжения на выходе выпрямителя.
Изменяется сопротивление Ry, изменяется время начала открывания тиристоров, изменяется форма заполнения полупериода действующим током (фигура №6). Заполнение полупериода может регулироваться от 0 до максимума. Весь процесс регулирования напряжения во времени показан на рисунке.
♣ Все показанные замеры формы напряжения в точках №1 — №6
проведены относительно плюсового вывода выпрямителя.

Детали выпрямителя:

— тиристоры Т1 и Т2 – КУ 202И-Н на 10 ампер

elektrokomplektnn.ru

Зарядное устройство на тиристоре CAVR.ru


Рассказать в:

Большинство разработчиковсхем ЗУ для автомобильных аккумуляторовпришли к выводу, чторегулятор мощности на тиристореотносительно экономичен и меньше чем прибор собранный на транзисторах. Включение тиристора в импульсных схемах десульфатирует импульсным током старенький аккумулятор и поддерживает в исправном состоянии новый. Подключение тиристора позволяет существенно упростить схему управления напряжением на аккумуляторе. В результате устройство на тиристоре оказалась простым и надежным.Зарядное на тиристореvs1 открывается во времени, которое расположено в начале положительного(+) полупериода, и закрывается на время отрицательного (-) полупериода. Источник опорного напряжения, собранный на резисторе r2, диоде vd3, стабилитроне vd4 и ёмкости c2 и напряжение на аккумуляторе сравнивается в начале + полупериода на ноге управление тиристора vs1. Включение тиристора (открыт — закрыт) зависит от напряжения, которое снимается с резистора r3. С течением времени батарея заряжается, что ведёт к увеличению напряжение на ней. Тиристор начинает открываться позже и закрываться раньше. Амперметр необходимо включать в цепь до r нагрузки r5. Амперметр в схеме зарядных устройств на тиристорах обычно показывает на 0,4-0,5 ампер больший ток, чем есть на самом деле, это происходит из-за шунта r5. Благодаря этому стрелка амперметра не уходит в минус а остаётся на «0» шкалы.ЗУ на тиристоре циклически разряжает аккумулятор во время отрицательного полупериода u, что приводит к процессу десульфатации пластин аккумулятора, этот процесс происходит благодаря r нагрузки r5. Если Вы не планируете весь процесс зарядки аккумулятора находиться рядом с зарядкой можно собрать схему защиты аккумуляторной батареи от глубокого разряда (из-за r5) при пропадании 220в. Схема собирается на реле К1 и выпрямителе vd1c1. В этой схеме vd2 служит шунтом для противоположных ЭДС. Зарядное устройство на тиристоре содержит стандартный трансформатор ТПП294-220-50 или другой на 10 А и напряжение около 35 вольт.



Раздел:
[Зарядные устройства (для авто)]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:



www.cavr.ru

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.

Схема рис. 2.60. тиристорное зарядное устройство

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 от0,47 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.


Похожие новости

sxema.3dn.ru