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
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.
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.
Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:
Простая схема, без лишних наворотов;
- доступность радиодеталей;
- плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
- желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
- не сложная наладка;
- стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).
Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.
Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:
На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор - ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.
Регулируемое зарядное устройство с током заряда 10А на тиристоре КУ202.
И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.
Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:
Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
- колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
- нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
- устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).
Зарядно-восстанавливающее устройство для аккумуляторных батарей.
Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 - 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.
В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог - таймер 1006ВИ1 . Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом . Транзистор VT1 - на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа Д242 . Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.
Восстановление и зарядка аккумулятора.
В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их "ассимметричным" током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.
Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства
На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.
Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22...25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0...5 А (0...3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.
В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000...18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.
Рис. 2. Электрическая схема зарядного устройства
Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 - ППБЕ-15, R3 - С5-16MB, R4 - ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
обратного напряжения.
Какой провод лучше использовать от зарядного устройства до аккумулятора.
Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:
Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе - прочтите эту статью:
Необходимость заряда машинного аккумулятора появляется у наших соотечественников регулярно. Кто-то делает это по причине разряда батареи, кто-то — в рамках технического обслуживания. В любом случае, наличие зарядного устройства (ЗУ) во многом облегчает эту задачу. Подробнее о том, что представляет собой тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и как изготовить такой девайс по схеме — читайте ниже.
[ Скрыть ]
Описание тиристорного ЗУ
Тиристорное зарядное устройство являет собой девайс с электронным управлением зарядным током. Такие девайсы производятся на основе тиристорного регулятора мощности, который является фазоимпульсным. В устройстве ЗУ такого типа нет дефицитных компонентов, а если все его детали будут целыми, то его даже не придется настраивать после изготовления.
С помощью такого ЗУ можно заряжать аккумулятор транспортного средства током от нуля до десяти ампер. Помимо этого, оно может применяться в качестве регулируемого источника питания для тех или иных приборов, к примеру, паяльника, переносной лампы и т.д. По своей форме зарядный ток очень похож на импульсный, а последний, в свою очередь, позволяет продлить ресурс эксплуатации аккумулятора. Использование тиристорного ЗУ допускается в температурном диапазоне от -35 до +35 градусов.
Схема
Если вы решите соорудить тиристорное ЗУ своими руками, то можно применять множество различных схем. Рассмотрим описание на примере схемы 1. Тиристорное ЗУ в данном случае питается от обмотки 2 трансформаторного узла через диодный мост VDI+VD4. Элемент управления выполнен в виде аналога однопереходного транзистора. В данном случае, при помощи переменного резисторного элемента можно регулировать время, на протяжении которого будет осуществляться заряд конденсаторного компонента С2. Если положение этой детали будет крайним правым, то показатель зарядного тока будет наибольшим, и наоборот. Благодаря диоду VD5 осуществляется защита управляющей цепи тиристора VS1.
Плюсы и минусы
Основное преимущество такого прибора — это качественная зарядка током, которая позволит не разрушить, а увеличить ресурс эксплуатации аккумулятора в целом.
Если нужно, ЗУ может быть дополнено всевозможными автоматическими компонентами, предназначенными для таких опций:
- прибор сможет отключиться в автоматическом режиме, когда зарядка будет завершена;
- поддержание оптимального напряжения аккумулятора в случае его длительного хранения без эксплуатации;
- еще одна функция, которую можно расценивать как преимущество — тиристорное ЗУ может сообщать автовладельцу о том, правильно ли он подключил полярность АКБ, а это очень важно при зарядке;
- также в случае добавления дополнительных компонентов может быть реализовано еще одно преимущество — защита узла от замыканий выхода (автор видео — канал Blaze Electronics).
Что касается непосредственно недостатков, то к ним можно отнести колебания зарядного тока, если напряжение в бытовой сети будет нестабильно. Кроме того, как и другие тиристорные регуляторы, такое ЗУ может создавать определенные помехи для передачи сигнала. Чтобы не допустить этого, при изготовлении ЗУ необходимо дополнительно установить LC-фильтр. Такие фильтрующие элементы, например, используются в сетевых блоках питания.
Как сделать ЗУ самостоятельно?
Если говорить о производстве ЗУ своими руками, то этот процесс рассмотрим на примере схемы 2. В данном случае тиристорное управления осуществляется посредством сдвига фаз. Весь процесс мы описывать не будем, поскольку он индивидуален в каждом случае, в зависимости от добавления дополнительных компонентов в конструкцию. Ниже рассмотрим основные нюансы, которые следует учесть.
В нашем случае устройство собирается на обычном оргалите, в том числе и конденсатор:
- Диодные элементы, отмеченные на схеме как VD1 и VD 2, а также тиристоры VS1 и VS2, следует установить на теплоотводе, монтаж последних допускается на общем теплоотводе.
- Элементы сопротивления R2, а также R5, следует использовать не менее, чем по 2 ватта.
- Что касается трансформатора, то его можно приобрести в магазине либо взять из паяльной станции (качественные трансформаторы можно найти в старых советских паяльниках). Можно перемотать вторичный провод на новый сечением около 1.8 мм на 14 вольт. В принципе, можно использовать и более тонкие провода, поскольку этой мощности будет достаточно.
- Когда все элементы будут у вас на руках, всю конструкцию можно установить в один корпус. Например, для этого можно взять старый осциллограф. В этом случае мы не будем давать какие-либо рекомендации, поскольку корпус — это личное дело каждого.
- После того, как зарядный прибор будет готов, необходимо проверить его работоспособность. Если у вас есть сомнения касательно качества сборки, то мы бы порекомендовали произвести диагностику прибора на более старой АКБ, которую в случае чего не жалко будет выбросить. Но если вы все сделали правильно, в соответствии со схемой, то проблем в плане эксплуатации возникнуть не должно. Учтите и то, что изготовленное ЗУ не нуждается в настройке, оно изначально должно работать правильно.
