Caricatore a impulsi a tiristori 10a su ku202. Caricabatterie SCR di base

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Il rispetto della modalità operativa delle batterie ricaricabili, e in particolare della modalità di ricarica, ne garantisce il funzionamento senza problemi per tutta la loro durata. Le batterie vengono caricate con una corrente, il cui valore può essere determinato dalla formula

dove I è la corrente di carica media, A., e Q è la capacità elettrica nominale della batteria, Ah.

Un caricabatterie classico per una batteria per auto è costituito da un trasformatore step-down, un raddrizzatore e un regolatore della corrente di carica. Come regolatori di corrente vengono utilizzati reostati a filo (vedi Fig. 1) e stabilizzatori di corrente a transistor.

In entrambi i casi, questi elementi generano una notevole potenza termica, che riduce l'efficienza del caricabatterie e aumenta la probabilità di un suo guasto.

Per regolare la corrente di carica, è possibile utilizzare una riserva di condensatori collegati in serie con l'avvolgimento primario (rete) del trasformatore e che agiscono come reattanze che smorzano la tensione di rete in eccesso. Una versione semplificata di tale dispositivo è mostrata in Fig. 2.

In questo circuito, la potenza termica (attiva) viene rilasciata solo sui diodi VD1-VD4 del ponte raddrizzatore e del trasformatore, quindi il riscaldamento del dispositivo è insignificante.

Lo svantaggio nella Fig. 2 è la necessità di fornire una tensione sull'avvolgimento secondario del trasformatore una volta e mezza superiore alla tensione nominale del carico (~ 18÷20V).

Il circuito del caricabatterie, che fornisce la ricarica di batterie da 12 volt con una corrente fino a 15 A, e la corrente di carica può essere modificata da 1 a 15 A con incrementi di 1 A, è mostrato in Fig. 3.

È possibile spegnere automaticamente il dispositivo quando la batteria è completamente carica. Non ha paura del breve termine corto circuiti nel circuito di carico e lo interrompe.

Gli interruttori Q1 - Q4 possono essere utilizzati per collegare varie combinazioni di condensatori e quindi regolare la corrente di carica.

Il resistore variabile R4 imposta la soglia di risposta di K2, che dovrebbe funzionare quando la tensione ai terminali della batteria è uguale alla tensione di una batteria completamente carica.

Nella fig. La Figura 4 mostra un altro caricabatterie in cui la corrente di carica viene regolata in modo uniforme da zero al valore massimo.

La variazione di corrente nel carico si ottiene regolando l'angolo di apertura del tiristore VS1. L'unità di controllo è realizzata su un transistor unigiunzione VT1. Il valore di questa corrente è determinato dalla posizione del resistore variabile R5. La corrente massima di carica della batteria è di 10A, impostabile con un amperometro. L'apparecchio è provvisto lato rete e lato carico dei fusibili F1 e F2.

Una versione del circuito stampato del caricabatterie (vedi Fig. 4), di dimensioni 60x75 mm, è mostrata nella figura seguente:

Nel diagramma di Fig. 4, l'avvolgimento secondario del trasformatore deve essere progettato per una corrente tre volte maggiore della corrente di carica e, di conseguenza, anche la potenza del trasformatore deve essere tre volte maggiore della potenza consumata dalla batteria.

Questa circostanza è uno svantaggio significativo caricabatterie con tiristore regolatore di corrente (tiristore).

Nota:

Sui radiatori devono essere installati i diodi a ponte raddrizzatore VD1-VD4 e il tiristore VS1.

È possibile ridurre significativamente le perdite di potenza nell'SCR, e quindi aumentare l'efficienza del caricatore, spostando l'elemento di controllo dal circuito dell'avvolgimento secondario del trasformatore al circuito dell'avvolgimento primario. un tale dispositivo è mostrato in Fig. 5.

Nel diagramma di Fig. 5 è simile a quella utilizzata nella versione precedente del dispositivo. SCR VS1 è compreso nella diagonale del ponte raddrizzatore VD1 - VD4. Poiché la corrente dell'avvolgimento primario del trasformatore è circa 10 volte inferiore alla corrente di carica, sui diodi VD1-VD4 e sul tiristore VS1 viene rilasciata relativamente poca potenza termica e non richiedono l'installazione sui radiatori. Inoltre, l'utilizzo di un SCR nel circuito dell'avvolgimento primario del trasformatore ha permesso di migliorare leggermente la forma della curva della corrente di carica e ridurre il valore del coefficiente di forma della curva di corrente (che porta anche ad un aumento dell'efficienza di il caricabatterie). Lo svantaggio di questo caricabatterie è la connessione galvanica con la rete di elementi dell'unità di controllo, che deve essere presa in considerazione durante lo sviluppo del progetto (ad esempio, utilizzare un resistore variabile con un asse di plastica).

Una versione del circuito stampato del caricabatterie di Figura 5, di dimensioni 60x75 mm, è mostrata nella figura seguente:

Nota:

I diodi a ponte raddrizzatore VD5-VD8 devono essere installati sui radiatori.

Nel caricatore di Figura 5 è presente un ponte di diodi VD1-VD4 tipo KTs402 o KTs405 con le lettere A, B, C. Diodo Zener VD3 tipo KS518, KS522, KS524, ovvero formato da due diodi Zener identici con tensione di stabilizzazione totale di 16÷24 volt (KS482, D808 , KS510, ecc.). Il transistor VT1 è unigiunzione, tipo KT117A, B, V, G. Il ponte a diodi VD5-VD8 è costituito da diodi, con un funzionamento corrente non inferiore a 10 ampere(D242÷D247, ecc.). I diodi sono installati su radiatori con una superficie di almeno 200 cm quadrati e i radiatori diventeranno molto caldi; è possibile installare una ventola nella custodia del caricabatterie per la ventilazione.

V.VOEVODA, pag. Konstantinovka, regione dell'Amur.
Attualmente il mercato offre all'automobilista un'ampia varietà di caricabatterie - automatici e semiautomatici, compresi quelli semplici - ma il loro costo è molto elevato. Tuttavia, se il proprietario dell'auto ha familiarità con le basi dell'elettronica, può facilmente affrontarlo autoproduzione caricabatterie semplice.

Porto all'attenzione dei lettori un semplice dispositivo con controllo elettronico della corrente di carica, realizzato sulla base di un regolatore di potenza a impulsi di fase a tiristore. Consente di caricare le batterie dell'auto con una corrente da 0 a 10 A e può anche fungere da fonte di alimentazione regolabile per un potente saldatore a bassa tensione, vulcanizzatore e lampada portatile.
Il dispositivo funziona a temperature ambiente comprese tra -35 e +35 °C. Non contiene parti scarse e, se si sa che gli elementi sono buoni, non necessita di aggiustamenti. Per questo è possibile utilizzare un trasformatore step-down di rete già pronto della potenza richiesta con una tensione di avvolgimento secondario compresa tra 18 e 22 V. È adatto anche un trasformatore con avvolgimenti senza conduttori. La corrente di carica ha una forma simile alla corrente pulsata che, secondo alcuni radioamatori, aiuta a prolungare la durata della batteria.
Il caricabatterie può essere successivamente integrato con diversi componenti automatici (spegnimento al termine della carica, mantenimento della normale tensione della batteria durante la conservazione a lungo termine, segnalazione della corretta polarità del collegamento della batteria, protezione contro i cortocircuiti in uscita, ecc.).

Lo svantaggio del dispositivo sono le fluttuazioni della corrente di carica quando la tensione della rete di illuminazione elettrica è instabile. Come tutti i regolatori di impulso di fase SCR simili, il dispositivo interferisce con la ricezione radio. Per combatterli, dovresti fornire un filtro di rete LC, simile a quello utilizzato negli alimentatori di rete a commutazione.
Lo schema del dispositivo è mostrato in Fig. 1. È un tradizionale regolatore di potenza a tiristori con controllo a impulsi di fase, alimentato dall'avvolgimento II del trasformatore step-down T1 attraverso il ponte a diodi VD1-VD4. L'unità di controllo a tiristori è realizzata su un analogo del transistor unigiunzione VT1VT2. Il tempo durante il quale il condensatore C2 si carica prima di commutare il transistor unigiunzione può essere regolato dal resistore variabile R1. Quando il motore è nella posizione estrema destra secondo lo schema, la corrente di carica sarà massima e viceversa.
Il diodo VD5 protegge il circuito di controllo del tiristore dalla tensione inversa che si verifica quando il tiristore VS1 è acceso.
Tutte le parti del dispositivo, ad eccezione del trasformatore T1, dei diodi raddrizzatori VD1 -VD4, del resistore variabile R1, del fusibile FU1 e dell'SCR VS1, sono montati su un circuito stampato in laminato di fibra di vetro di 1,5 mm di spessore. Il disegno della scheda è mostrato in Fig. 2.
Condensatore S2-K73-11, con una capacità da 0,47 a 1 μF, o K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP. I diodi VD1-VD4 possono essere qualsiasi per una corrente diretta di 10 A e una tensione inversa di almeno 50 V (serie D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213). Al posto del trinistor KU202V, sono adatti KU202G-KU202E; È stato verificato in pratica che il dispositivo funziona normalmente con tiristori più potenti T-160, T-250.
Sostituiremo il transistor KT361A con KT361B-KT361E, KT3107A, KT502V, KT502G, KT501Zh-KT501K e KT315A con KT315B-KT315D, KT312B, KT3102A, KT503V-KT503G, P307. Invece di KD105B, sono adatti i diodi KD105V, KD105G o D226 con qualsiasi indice di lettere.
Resistore variabile R1 - SP-1, SPZ-Z0a o SPO-1. Amperometro PA1 - qualsiasi corrente continua con scala 10A. Può essere realizzato indipendentemente da qualsiasi milliamperometro selezionando uno shunt basato su un amperometro standard.
Il fusibile FU1 è un fusibile, ma è conveniente utilizzare un interruttore di rete da 10 A o un fusibile bimetallico per auto per la stessa corrente.
Il caricabatterie è montato in un resistente involucro di metallo o plastica di dimensioni adeguate. I diodi raddrizzatori e il tiristore sono installati su dissipatori di calore, ciascuno con un'area utile di circa 100 cm2. Per migliorare il contatto termico dei dispositivi dotati di dissipatore di calore è consigliabile l'utilizzo di paste termoconduttive.
Va notato che è consentito utilizzare direttamente la parete dell'involucro metallico come dissipatore di calore per l'SCR. Successivamente, però, sulla custodia sarà presente un terminale negativo del dispositivo, il che generalmente è indesiderabile a causa del pericolo di cortocircuiti accidentali del filo di uscita positivo verso la custodia. Se si collega il tiristore tramite una guarnizione in mica, non ci sarà pericolo di cortocircuito, ma il trasferimento di calore da esso peggiorerà.
Se il trasformatore ha una tensione sul secondario superiore a 18 V, la resistenza R5 deve essere sostituita con un'altra di resistenza maggiore (a 24...26 V fino a 200 Ohm). Nel caso in cui l'avvolgimento secondario del trasformatore abbia una presa dal centro, o ci siano due avvolgimenti identici e la tensione di ciascuno rientri nei limiti specificati, è meglio realizzare il raddrizzatore utilizzando un circuito standard a onda intera utilizzando due diodi.
Quando la tensione dell'avvolgimento secondario è 28...36 V, è possibile abbandonare completamente il raddrizzatore: il suo ruolo sarà svolto contemporaneamente dal tiristore VS1 (il raddrizzatore è a semionda). Per questa versione di alimentatore è necessario collegare un diodo separatore KD105B o D226 con qualsiasi indice di lettera (catodo alla scheda) tra il pin 2 della scheda e il filo positivo. Inoltre, la scelta del tiristore qui è limitata: sono adatti solo quelli che consentono il funzionamento con tensione inversa (ad esempio KU202E).
Dall'editore. Per il dispositivo descritto è adatto un trasformatore unificato TN-61. I suoi tre avvolgimenti secondari devono essere collegati in serie; sono in grado di erogare corrente fino a 8 A.
Radio 2001 n. 11

Un po' a parte:
1. Trasformatore TS-250-2P da un televisore a tubo, rimuovere tutti gli avvolgimenti secondari. Wind 40 si trasforma in due fili PEV-1,2 mm (circa 25-27 V).
2. Ponte a diodi da KD213. I transistor possono essere utilizzati KT814 e KT815. Tiristore KU202N. R5-180Om. Invece di C1, utilizzare un dispositivo di protezione da sovratensione proveniente dall'alimentatore di un computer o da un UPS, C2 - 0,5 µFx250 V
3. Può essere integrato con la protezione da cortocircuito. R1 deve essere rimosso. È possibile appendere un LED sui contatti di disconnessione; si accenderà durante un cortocircuito. Se si utilizza questo circuito, la batteria deve essere caricata almeno al 70%, altrimenti il ​​relè non funzionerà e la ricarica non inizierà. Per le batterie scariche questa protezione non funzionerà oppure i contatti K1.1 dovranno essere cortocircuitati.

4. ...e protezione contro l'inversione di polarità

Per caricare le batterie dell'auto, è necessario selezionare un relè con una tensione nominale di 12 B con una corrente consentita attraverso i contatti di almeno 20 A. Queste condizioni sono soddisfatte dal relè REN-34 KhP4.500.030-01, i contatti di cui dovrebbero essere collegati in parallelo.

6. Il fusibile può essere realizzato in base a:

7. Indicatore: il voltmetro più semplice

ZY Il caricabatterie è semplice, si fa in 3-4 giorni tranquillamente dopo il lavoro, i ricambi utilizzati non scarseggiano, in generale mi trovo bene. Scritto.

Un semplice caricatore a tiristori.

Un dispositivo con controllo elettronico della corrente di carica, realizzato sulla base di un regolatore di potenza a impulsi di fase a tiristore.
Non contiene parti rare; se si sa che le parti funzionano, non necessita di regolazione.
Il caricabatterie consente di caricare le batterie dell'auto con una corrente da 0 a 10 A e può anche fungere da fonte di alimentazione regolabile per un potente saldatore a bassa tensione, vulcanizzatore o lampada portatile.
La corrente di carica ha una forma simile alla corrente pulsata, che si ritiene aiuti a prolungare la durata della batteria.
Il dispositivo funziona a temperature ambiente da - 35 °C a + 35 °C.
Lo schema del dispositivo è mostrato in Fig. 2,60.
Il caricabatterie è un regolatore di potenza a tiristori con controllo a impulsi di fase, alimentato dall'avvolgimento II del trasformatore step-down T1 attraverso il diodo moctVDI + VD4.
L'unità di controllo a tiristori è realizzata su un analogo del transistor unigiunzione VTI, VT2. Il tempo durante il quale il condensatore C2 viene caricato prima di commutare il transistor unigiunzione può essere regolato con il resistore variabile R1. Quando il suo motore è posizionato all'estrema destra nel diagramma, la corrente di carica diventerà massima e viceversa.
Il diodo VD5 protegge il circuito di controllo del tiristore VS1 dalla tensione inversa che appare quando il tiristore è acceso.

Il caricabatterie può essere successivamente integrato con diversi componenti automatici (spegnimento al termine della carica, mantenimento della normale tensione della batteria durante la conservazione a lungo termine, segnalazione della corretta polarità del collegamento della batteria, protezione contro i cortocircuiti in uscita, ecc.).
Gli svantaggi del dispositivo includono fluttuazioni nella corrente di carica quando la tensione della rete di illuminazione elettrica è instabile.
Come tutti i regolatori di fase a tiristori simili, il dispositivo interferisce con la ricezione radio. Per combatterli è necessario fare rete LC- un filtro simile a quello utilizzato negli alimentatori a commutazione.

Condensatore C2 - K73-11, con una capacità da 0,47 a 1 μF, o K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP.
Sostituiremo il transistor KT361A con KT361B - KT361Ё, KT3107L, KT502V, KT502G, KT501Zh - KT50IK, e KT315L - a KT315B + KT315D KT312B, KT3102L, KT503V + KT503G, P307. Invece di KD105B, sono adatti i diodi KD105V, KD105G o D226 con qualsiasi indice di lettere.
Resistore variabile R1- SP-1, SPZ-30a o SPO-1.
Amperometro PA1: qualsiasi corrente continua con una scala di 10 A. Puoi realizzarlo da qualsiasi milliamperometro scegliendo uno shunt basato su un amperometro standard.
fusibile F1- fusibile, ma è conveniente utilizzare per la stessa corrente un interruttore di rete da 10 A o un interruttore bimetallico per automobile.
Diodi VD1+VP4 può essere qualsiasi per una corrente diretta di 10 A e una tensione inversa di almeno 50 V (serie D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).
I diodi raddrizzatori e i tiristori sono posti su dissipatori di calore, ciascuno con un'area utile di circa 100 cm*. Per migliorare il contatto termico dei dispositivi dotati di dissipatori di calore è meglio utilizzare paste termicamente conduttive.
Al posto del tiristore KU202V sono adatti KU202G - KU202E; È stato verificato in pratica che il dispositivo funziona normalmente anche con tiristori T-160, T-250 più potenti.
Va notato che è possibile utilizzare la parete dell'involucro in ferro direttamente come dissipatore di calore per il tiristore. Successivamente, tuttavia, sulla custodia sarà presente un terminale negativo del dispositivo, il che generalmente è indesiderabile a causa del rischio di cortocircuiti accidentali del filo di uscita positivo sulla custodia. Se si rinforza il tiristore tramite una guarnizione in mica, non ci sarà il rischio di cortocircuito, ma il trasferimento di calore da esso peggiorerà.
Il dispositivo può utilizzare un trasformatore step-down di rete già pronto della potenza richiesta con una tensione di avvolgimento secondario compresa tra 18 e 22 V.
Se il trasformatore ha una tensione sull'avvolgimento secondario superiore a 18 V, la resistenza R5 dovrebbe essere sostituito con un altro con la resistenza più alta (ad esempio, a 24 * 26 V, la resistenza del resistore dovrebbe essere aumentata a 200 Ohm).
Nel caso in cui l'avvolgimento secondario del trasformatore abbia una presa dal centro, o ci siano due avvolgimenti identici e la tensione di ciascuno rientri nei limiti specificati, è meglio progettare il raddrizzatore secondo il consueto circuito a onda intera con 2 diodi.
Con una tensione dell'avvolgimento secondario di 28 * 36 V, puoi abbandonare completamente il raddrizzatore: il suo ruolo sarà svolto contemporaneamente da un tiristore VS1 ( rettifica - semionda). Per questa versione dell'alimentatore è necessaria una resistenza tra R5 e utilizzare il filo positivo per collegare un diodo di separazione KD105B o D226 con qualsiasi indice di lettera (catodo su resistore R5). La scelta del tiristore in un tale circuito sarà limitata: sono adatti solo quelli che consentono il funzionamento con tensione inversa (ad esempio KU202E).
Per il dispositivo descritto è adatto un trasformatore unificato TN-61. I suoi 3 avvolgimenti secondari devono essere collegati in serie e sono in grado di erogare corrente fino a 8 A.
Tutte le parti del dispositivo, ad eccezione del trasformatore T1, dei diodi VD1 + VD4 raddrizzatore, resistore variabile R1, fusibile FU1 e tiristore VS1, montato su un circuito stampato realizzato in laminato di fibra di vetro di spessore 1,5 mm.
Il disegno della tavola è presentato nella rivista radiofonica n. 11 del 2001.

La figura mostra uno schema di un caricatore a tiristori che interrompe automaticamente la carica batteria dell'auto quando la batteria è completamente carica.

Principio di funzionamento: la tensione di rete da 220 V che arriva a T1 viene ridotta e fornita ai diodi raddrizzatori D1 D2, quindi la tensione da 12 V viene fornita in due modi attraverso D3R1R2 e il tiristore ad alta potenza D4. Attraverso il primo circuito la batteria viene caricata con una corrente di soli 0,1A. Il valore di questa corrente è vicino al valore di autoscarica della batteria, quindi anche una lunga carica della batteria non la danneggerà e la manterrà sempre in piena disponibilità. La corrente è impostata dal resistore R2.

Il secondo circuito di carica passa attraverso il tiristore D4; attraverso di esso può fluire una corrente fino a 6 A. Il tiristore è controllato utilizzando un diodo zener D6 (8 V), un tiristore D7 e un partitore di tensione su R5R6, il cui punto centrale è collegato tramite un diodo D5 all'elettrodo di controllo D4. Il livello di terminazione della carica con una corrente elevata viene impostato utilizzando un partitore di tensione su R3 e la variabile R4. La tensione costante viene rimossa dal motore R4 e controlla l'accensione e lo spegnimento del tiristore D7 attraverso il diodo zener D6.

La tensione di soglia alla quale la batteria è completamente carica e la corrente di carica deve essere notevolmente ridotta viene impostata utilizzando il resistore R4 individualmente per ciascuna batteria.

Quando si produce un caricabatterie, è necessario un trasformatore da 100 V, il cui avvolgimento secondario deve essere progettato per una tensione di 45 V con una presa dal centro. Se non disponi del trasformatore necessario, puoi prendere un trasformatore di alimentazione da un vecchio televisore, lasciando inalterato l'avvolgimento primario, e avvolgere il secondario a 45V. Il numero di giri dovrebbe essere il seguente: il numero di giri per riscaldare il catodo del cinescopio moltiplicato per 7. L'avvolgimento deve essere realizzato con filo PEL, PEV-1, PEV-2 con un diametro di 2 mm.

Letteratura MRB 1018

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