Зарядное устройство своими руками на тиристорах схема: Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Содержание

Зарядное устройство на трансформаторе своими руками

Всем привет, сегодня опять речь пойдёт о зарядных устройствах и поскольку многим надоели всякие импульсные схемы источников питания, покажу я вам довольно универсальную, простую и мега надежную схему зарядного устройства, которую собирали еще наши деды.

Схемка сейчас перед вами

Суровый железный трансформатор, пара мощных тиристоров и узел регулировки. Кстати метод регулировки тут фаза-импульсный, а не линейный. За счет этого кпд схемы довольно высокая.

Тиристоры являются регулирующим звеном и одновременно выпрямителем, поэтому тут нет дополнительного диодного выпрямителя, а это большой плюс.

Схемы подобного класса практически резиновые, взял более мощный трансформатор, поставил тиристоры помощнее и всё, готово пуско-зарядное устройство.

Ну а теперь по традиции давайте посмотрим как это работает…

Линейный и ШИМ метод регулировки мощности вам прекрасно известен, но в случае тиристоров не все так просто, тут нужен совсем иной принцип регулировки.

В случае линейного метода регулировки, который не применим к тиристорам, мощность регулируется за счет того, что регулирующий элемент, как правило транзистор. В зависимости от величины управляющего сигнала изменяет сопротивление открытого перехода линейно от 1 до 100%, чем больше приоткрыт транзистор, тем меньше сопротивление его перехода, а следовательно больше тока он пропускает и больше мощности будет на выходе.

В случаи с ШИМ метода регулировки транзистор либо полностью открыт,

когда на его управляющий вывод подаётся высокий уровень сигнала, либо полностью закрыт,

если на управляющий вывод подается низкий уровень.

Притом регулировка мощности осуществляется за счет времени нахождения транзистора в одном из двух состояний, чем больше времени транзистор открыт, тем больше мощность и наоборот.

Этот метод самый экономичный, так как транзистор работает в ключевом режиме, когда в открытом состоянии сопротивление его перехода ну или канала — минимально, поэтому нагрев на нём практически отсутствует. Отсюда и очень высокий КПД.

В случаи тиристоров не всё так просто… Тиристор это не транзистор и указанные два метода к нему можно сказать не применимы.

Тиристор без проблем можно открыть подавая сигнал на управляющий электрод, но закрыть его принудительно практически невозможно, закроется он только тогда, когда с силовых выводов снимается напряжение.

В цепи переменного тока это происходит автоматически, когда напряжение, проходит через нулевую точку.

Наиболее популярный метод управления тиристором фазо-импульсный принцип регулировки с помощью так называемых релаксационных генераторов.

Генератор может находиться в двух состояниях, на его выходе, либо есть управляющий импульс, либо его нет, величина этого импульса и длительность не меняется. Можно изменять только количество импульсов за единицу времени или чистоту.

В нашей схеме релаксационный генератор построен на базе двух транзисторов и по сути является аналогом однопереходного транзистора, ну или динистор.

Время срабатываний задается номиналами указанных резисторов и конденсатора, работает все это дело простым образом.

Через маломощный диодный выпрямитель от силовой обмотки трансформатора, либо от дополнительной маломощной, переменное напряжение выпрямляется в постоянку и поступает на схему генератора. В цепи питания имеется стабилитрон для стабилизации питающего напряжения генератора, через цепочку резисторов заряжается конденсатор и как только напряжение на нём доходит до некоторого значения, генератор сработает, на его выходе образуется отпирающее для тиристора напряжение. Конденсатор разряжается, импульс пропадает и дальше процесс повторяется заново.

Переменным резистором мы можем уменьшить или увеличить время заряда конденсатора, а следовательно и количество управляющих импульсов за единицу времени, а если попроще, просто меняем частоту импульсов.

Управляются тиристоры через разделительный трансформатор,

на самом деле есть много способов управления, через диоды или транзисторы, но в моем случае задействован именно трансформатор, так как в дальнейшем я собираюсь поэкспериментировать регулировку на в ходе по высоковольтной части, а трансформатор обеспечивает гальваническую развязку, вы же можете воспользоваться другими способами управления.

Трансформатор имеет две вторичные обмотки, именно они управляют тиристорами, при наличии управляющего импульса тиристор сработает, закроется он только при прохождении тока через нулевую точку.

Мы можем открыть тиристор в любой точке полуволны, если мы его открыли в начале полуволны, то естественно через него будет проходить больше тока, если в середине меньше, если в конце то еще меньше.

Фактически тиристор будет обрезать синусоиду пропуская на выход только её части, чем меньше кусок синусоиды, тем меньше мощность на выходе, это если предельно простым и понятным языком надеюсь принцип понятен.

Ну а теперь переходим к компонентом, в принципе с генератором думаю проблем не возникнут, номиналы компонентов не критичны, можно отклонять в ту или иную сторону процентов на 30.

Собран генератор на компактной, печатной плате и её можно скачать в конце статьи.

Трансформатор в моём случае намотан на жёлто-белом колечке от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания, размеры трансформатора сейчас перед вами

Вначале я намотал вторичные обмотки, 2 по 90 витков проводом 0,31 миллиметр, стараемся мотать аккуратно без перехлёстов, равномерно растягивая витки по всему кольцу, поверх мотаем еще 90 витков — это у нас первичная обмотка.

В моём случае, управляющие или вторичные обмотки, залил эпоксидной смолой, затем только намотал первичную. Это сделано для безопасности, поскольку, как уже сказал ранее мой трансформатор экспериментальной и в дальнейшем будет управлять тиристорами, которые работают непосредственно в сетевой части.

Тут замечу, что в итоге управляющие обмотки этого трансформатора я всё таки спалил вместе с менее мощными тиристорами на 10 ампер во время погони за большим выходным током, так что жадность фраера всё же губит, поэтому процедуру намотки трансформатора пришлось повторить заново. Сердечник из того же материала но размеры чуть меньше.

Для заливки трансформатора я применяю китайскую, эпоксидную смолу, сохнет полностью где-то за 20 минут.

За это время нужно будет повертеть трансформатор в руках для равномерного распределения смолы по всему сердечнику, тут главное не перестараться, смолы не должно быть слишком много, иначе получится неаккуратно.

Можно использовать смолу любого цвета, трансформаторы залитые таким образом получаются предельно надежными и очень красивыми.

После намотки первичной обмотки, всё дополнительно покрыл лаком, но это делать необязательно.

Ещё пару слов об управляющих обмотках, полностью равноценные и мотаются разом, они должны обеспечить достаточное напряжение и ток для отпирания тиристоров, напряжение можно посмотреть осциллографом.

Важно не перепутать начала обмоток, на схеме они указаны точками.

Что касается характеристик схемы, именно мой вариант может обеспечить зарядный ток до 12-13 ампер, но можно получить хоть 200, хоть 500 ампер, если силовые компоненты, тиристоры и трансформатор, позволят этому.

Несколько слов о компонентах, недавно в очередной раз посещал местную барахолку и просто не мог, не купить этих зеленых монстров, это довольно мощные, силовые тиристоры напоминающие о былом величии советского союза, да уж не жалели тогда материала.

Тиристоры всего на 25 ампер, но посмотрите на сечении силового провода, он и сотню ампер пропустит и не шелохнется, естественно для этого тиристора 25 ампер далеко не предел. Тиристоров нужно два штуки.

Теперь о трансформаторе, в моём случае вот такой — это накальный трансформатор с мощностью около 200 ватт, но и он способен на большее.

Вторичных обмоток 4, обмотки по 6,3 вольта с током 8-9 ампер, правда ток одной из обмоток чуть поменьше, чем у остальных, но ничего прорвёмся.

Из-за особенностей такого типа выпрямителя, трансформатор нужен с двумя одинаковыми обмотками, которые соединяются со средней точкой, при том итоговое выходное напряжение или напряжение заряда, будет не больше напряжения одного из плеч, минус потеря на тиристоре.

Поэтому если зарядку делаете для АКБ легкового автомобиля, желательно использовать обмотки по 20 вольт. Для этого трансформатор единственное, логичное подключение обмоток с учётом ситуации показано на рисунке

все обмотки последовательно с отводом от средней точки, но загвоздка в том, что итоговое выходное напряжение будет около 12,6 вольт, этого не достаточно для зарядки аккумуляторов, но транс рассчитан для работы в сетях 220 вольт, а у нас в розетке уже давно 230-240 вольт, то есть и выходное напряжение будет побольше, а если точнее 28 вольт суммарно или около 14 вольт в плече.

Чуть меньше, чем нужно.

Тиристоры удобно установить на общий радиатор, так как их аноды по схеме общие.

Силовые провода стоит использовать с приличным сечением. Не забываем изолировать все соединения.

В конце я нашёл стрелочную, измерительную головку от древнего мультиметра и подумал использовать её в качестве амперметра, шунты также были в наличии, мне тут сказочно повезло, потому что не пришлось ничего рассчитывать и настраивать.

С применением шунта 50 ампер, 75 милливольт самая нижняя шкала очень точно показывает ток до 30 ампер.

Притащил из подвала всеми любимый мультиметр))),

он будет показывать нам напряжение на выходе зарядного устройства, вся шкала 15 вольт.

Чуть не забыл все замеры делаются под нагрузкой, иначе мультиметры сойдут с ума.

Теперь к делу, первый запуск схемы, как всегда делаем через страховочную ограничительную лампу, если все заработает как надо, не забываем установить предохранители по входу и выходу. Всё готово, нагрузка у нас лампа накаливания соответствующего периода.

Пробуем и видим, как ток регулируется и регулируется довольно плавно, 12,13 ампер с такого транса снять можно, можно естественно и больше, но будут просадки и возможен перегрев.

Тиристорам такие токи по барабану, они почти не греются, короткие замыкания при малых и средних токах схема терпит без проблем, мощность ограничивается, при запредельных туках трансформатору придётся несладко, поэтому предохранители обязательно ставить.

Минимальный выходной ток около 4 ампер, теперь проверим стабильность выходного напряжения в зависимости от изменений сетевого, выход зарядного устройства нагружен мало мощными лампами.

Об этом ранее указал и вот подтверждение, цифровой мультиметр показывает сетевое напряжение, стрелочный прибор выходной с зарядного устройства, изменение сетевого напряжения приводит к изменениям выходного и на практике вам нужно контролировать ток заряда.

Это пожалуй основной недостаток таких зарядных устройств, а в целом все работает неплохо.

Недостатки... Современное, зарядное устройство заряжает аккумулятор стабильным током и напряжением, но в те времена никто не заморачивался с этим, нужно понимать, что это дубовое зарядное устройство, которое не будет контролировать напряжение на аккумуляторе и отключать питание при полном заряде АКБ.

Тут пользователь сам решает, каким током и в течение какого времени заряжать аккумулятор. Из-за указанного недостатка советую дополнить устройство узлом автоотключение аккумулятора при полном заряде. Схема подобного узла есть на сайте.

Так же нужно понимать, что отсутствуют всякие узлы защиты помимо предохранителей.

Достоинства... Сверх надежная штука, чтобы спалить такую зарядку нужно очень постараться, схема некапризна, регулировка довольно плавная, высокая повторяемость, очень простая конструкция и низкая себестоимость, почти все комплектующие можно найти в старых запасах.

Довольно высокий КПД за счёт можно сказать импульсного принципа регулировки.

Немаловажный момент… Нет необходимости в дополнительном выпрямителе, сами тиристоры являются и регулирующим органам, и выпрямителем.

Совместно с надежным железным трансформатором, такая схема будет служить десятилетиями, а самое главное она универсальна и может быть использована для зарядки самых разных аккумуляторов.

Ещё один момент, который я честно сказать не определился отнести к достоинствам или недостаткам, аккумулятор будет заряжаться пульсирующим током, многие говорят, что это даже полезно для аккумулятора, лично ничего сказать по этому поводу не могу.

Архив к статье;скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

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

Зарядные устройства на тиристорах для автомобильного аккумулятора

Зарядное устройство на тиристорах для аккумулятора обладает рядом преимуществ. Такая схема позволяет безопасно зарядить любую автомобильную батарею на 12 В, без риска закипания.

Дополнительно приборы данного типа подходят для восстановления свинцово-кислотных батарей. Достигается это за счет контроля параметров зарядки, а значит возможности имитировать восстановительные режимы.

Содержание статьи:

Импульсное зарядное устройство на КУ202Н

Распространенная, простая, но очень эффективная схема тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности уже давно используется для заряда свинцовых аккумуляторов.

Зарядка на КУ202Н позволяет:

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202Н

  • добиться зарядного тока до 10А;
  • выдавать импульсный ток, благоприятно влияющий на продолжительность жизни АКБ;
  • собрать устройство своими руками из недорогих деталей, доступных в любом магазине радиоэлектроники;
  • повторить принципиальную схему даже новичку, поверхностно знакомому с теорией.

Условно, представленную схему можно разделить на:

  • Понижающее устройство – трансформатор с двумя обмотками, превращающий 220В из сети в 18-22В, необходимых для работы прибора.
  • Выпрямительный блок, преобразующий импульсное напряжение в постоянно собирается из 4-х диодов или реализуется с помощью диодного моста.
  • Фильтры – электролитические конденсаторы, отсекающие переменные составляющие выходного тока.
  • Стабилизация осуществляется за счет стабилитронов.
  • Регулятор тока производится компонентом, строящимся на транзисторах, тиристорах и переменном сопротивлении.
  • Контроль выходных параметров реализуется с помощью амперметра и вольтметра.

Принцип работы

Схема зарядного устройства с тиристором

Цепь из транзисторов VT1 и VT2 контролирует электрод тиристора. Ток проходит через VD2, защищающий от возвратных импульсов. Оптимальный ток зарядки контролируется компонентом R5. В нашем случае, он должен быть равен 10% от емкости аккумулятора. Чтобы контролировать регулятор тока, данный параметр перед клеммами подключения необходимо установить амперметр.

Питание данной схемы осуществляется трансформатором с выходным напряжением от 18 до 22 В. Обязательно необходимо расположить диодный мост, а также управляющий тиристор на радиаторах, для отвода избытка тепла. Оптимальный размер радиатора должен превышать 100см2. При использовании диодов Д242-Д245, КД203- в обязательном порядке изолируйте их от корпуса устройства.

Данная схема зарядного устройства на тиристорах обязательно должна комплектоваться предохранителем для выходного напряжения. Его параметры подбираются согласно собственных нужд. Если вы не собираетесь использовать токи более 7 А, то предохранителя на 7.3 А будет вполне достаточно.

Особенности сборки и эксплуатации

Схема проверки теристора

Собранное по представленной схеме зарядное устройство в дальнейшем можно дополнять автоматическими защитными системами (от переполюсовки, короткого замыкания и др). Особенно полезным, в нашем случае будет установка системы отключения подачи тока при заряде батареи, что убережет ее от перезаряда и перегрева.

Другие защитные системы желательно комплектовать светодиодными индикаторами, сигнализирующими о коротких замыканиях и других проблемах.

Внимательно следите за выходным током, так как он может изменяться из-за колебаний в сети.

Как и аналогичные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, собранное по представленной схеме зарядное устройство создает помехи радиоприему, поэтому желательно предусмотреть LC-фильтр для сети.

Тиристор КУ202Н можно заменить аналогичными КУ202В, КУ 202Г или КУ202Е. Также можно использовать и более производительные Т-160 или Т-250.

Тиристорное зарядное устройство своими руками

Тиристор самодельный

Для собственноручной сборки представленной схемы понадобится минимум времени и сил, вместе с невысокими затратами на компоненты. Большую часть составляющих можно легко заменить на аналоги. Часть деталей можно позаимствовать у вышедшего из строя электрооборудования. Перед использованием, компоненты следует проверить, благодаря этому собранное даже из б/у деталей зарядное устройство, будет работать сразу после сборки.

В отличие от представленных на рынке моделей, работоспособность собранного своими руками зарядного сохраняется в большем диапазоне. Вы можете зарядить автомобильный аккумулятор от -350С до 350С. Это и возможность регулировать выходной ток, давая батарее большой ампераж, позволяет за короткое время компенсировать батарее заряд, достаточный для поворота стартером мотора.

Тиристорные зарядные устройства имеют место в гаражах автолюбителей, благодаря их возможностям безопасно заряжать автомобильный аккумулятор. Принципиальная схема данного прибора позволяет собрать его самостоятельно, используя товары с радио рынка. Если знаний недостаточно, можно воспользоваться услугами радиолюбителей, которые за плату в разы меньшую, чем стоимость магазинного зарядного устройства, смогут собрать вам аппарат по предоставленной им схеме.

Тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: характеристика и схема

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.

Содержание

[ Раскрыть]

[ 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:

  1. 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.
  2. Элементы сопротивления R2, а также R5, следует использовать не менее, чем по 2 ватта.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
Простое тиристорное ЗУ в корпусе осциллографа

Видео «Простое тиристорное ЗУ своими руками»

Как сделать простое тиристорное ЗУ своими руками — смотрите на видео ниже (автор ролика — канал Blaze Electronics).

 Загрузка …

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА

В интернете можно встретить много всяких схем зарядных устройств 

(по ссылке смотрите полный сборник). Какие-то лучше, какие-то хуже по своим параметрам. Спорить же о недостатках и достоинствах этих схем мы будем только после того, как лично соберём и испытаем. Ещё раз повторимся: голое теоретизирование не приветствуется! Только собрав и проверив в работе какое — либо устройство, мы имеем право осуждать и обсуждать его. Итак, на ваш суд уважаемый посетитель сайта «ТЕХНИК», предъявляем описание и схему очередного, но проверенного и достаточно эффективного, зарядно — восстановительного устройства для автомобильных аккумуляторов.

Схема его заимствована в гораздо упрощённом варианте от промышленного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на основе тиристора. Принцип действия его похож на зарядно — восстановительное устройство из этой статьи.

Как видите всё довольно стандартно: трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов с регулируемой скважностью и ключ на мощном тиристоре. Несколько упростив эту конструкцию, получаем более простую схему зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов.

 

 

Здесь мы видим то-же самое: трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов и ключ на тиристоре. Отличие лишь в том, что отсутствует узел контроля заряда. Да это и не обязательно. Опыт показывает, что для заряда автомобильных аккумуляторов достаточно выдержать определённое время заряда и прикинуть в конце напряжение на аккумуляторе вольтметром. Всё, и не надо ничего усложнять. Тиристор КУ202, установленный в схему, несколько слабоват, и есть вероятность его выхода из строя — пробой импульсами большого тока. Но проработав больше года схема по прежнему остаётся исправной. Вольтметр и амперметр обязательно нужны для лучшей информативности процесса заряда аккумулятора. Тиристор КУ202 и выпрямительные диоды обязательно крепим на алюминиевый радиатор. Площадь подобрать такую, чтоб ничего не грелось. Трансформатор Т1 — габаритной мощностью 100 — 150 Вт. Можно взять ТС180 от ламповых телевизоров и домотать вторичку до нужного напряжения. Провод для шнуров и обмоток берём в зависимости от тока по таблице:

Готовое зарядно — восстановительного устройства для автомобильных аккумуляторов помещаем в подходящий или самодельный, из пластика, изоляционный корпус.

Схему ещё одного достойного автомобильного зарядного устройства смотрите здесь , а вопросы по зарядному задаём на ФОРУМЕ

     Материал предоставил ZU77

Схемы самодельных зарядных для авто аккумулятора. Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

У каждого автомобилиста наступал в жизни момент, когда, повернув ключ в замке зажигания не происходило абсолютно ничего. Стартер не проворачивался, а как следствие – машина не заводилась. Диагноз простой и ясный: аккумуляторная батарея полностью разряжена. Но имея под рукой даже самое простое с выходным напряжением 12 В, можно в течение одного часа восстановить АКБ и поехать по своим делам. Как сделать такое устройство своими руками, описано далее в статье.

Как правильно заряжать аккумуляторную батарею

Перед тем как сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками, следует узнать основные правила относительно его правильной зарядки. Если их не соблюдать, то ресурс батареи резко уменьшится и придётся покупать новую, так как восстановить аккумулятор практически невозможно.

Чтобы установить правильный ток, следует знать простую формулу: ток заряда равен току разряда батареи за период времени равный 10-ти часам. Это означает, что ёмкость АКБ следует разделить на 10. Например, для АКБ, ёмкостью 90 А/ч, необходимо установить ток заряда равный 9 Ампер. Если поставить больше, то произойдёт быстрый нагрев электролита и могут быть повреждены свинцовые соты. При меньшей силе тока понадобится очень много времени до полного заряда.

Теперь необходимо разобраться с напряжением. Для АКБ, разность потенциалов которых составляет 12 В, напряжение заряда не должно превышать 16.2 В. Это означает, что для одной банки напряжение должно быть в пределах 2.7 В.

Самое основное правило правильного заряда АКБ: не перепутать клеммы, во время присоединения батареи. Неправильно подключённые клеммы получили название переполюсовке, что приведёт к немедленному вскипанию электролита и окончательному выходу из строя аккумулятора.

Необходимые инструменты и расходные материалы

Сделать качественное зарядное устройство своими руками можно только в случае, если под этими самыми руками будут находиться приготовленные инструменты и расходные материалы.

Перечень инструментов и расходных материалов:

  • Мультиметр. Должен находится в инструментальной сумке каждого автомобилиста. Пригодится не только при сборке зарядного, но и в дальнейшем, при ремонте. Стандартный мультиметр включает в себя такие функции как измерение напряжения, силы тока, сопротивления и прозвонка проводников.
  • Паяльник. Достаточно мощности в 40 или 60 Вт. Слишком мощный паяльник брать нельзя, так как высокая температура приведёт к порче диэлектриков, например, в конденсаторах.
  • Канифоль. Необходима для быстрого увеличения температуры. При недостаточном прогреве деталей, качество пайки будет слишком низким.
  • Олово. Основной скрепляющий материал, используется для улучшения контакта двух деталей.
  • Термоусадочная трубка. Более новый вариант старой изоленты, легка в использовании и обладает лучшими диэлектрическими качествами.

Конечно, всегда под рукой должны находится такие инструменты как плоскогубцы, плоская и фигурная отвёртка. Собрав все вышеперечисленные элементы, можно приступать к сборке зарядного устройства для аккумуляторной батареи.

Последовательность изготовления зарядки на основе импульсного блока питания

Зарядка для аккумуляторов своими руками должна быть не только надёжной и качественной, но и обладать небольшой стоимостью. Поэтому нижеприведённая схема подходит идеально, для достижения подобных целей.

Готовая зарядка на основе импульсного источника питания

Что потребуется:

  • Трансформатор электронного типа от китайского производителя Tashibra.
  • Динистор КН102. Зарубежный динистор имеет маркировку DB3.
  • Силовые ключи MJE13007 в количестве двух штук.
  • Диоды КД213 в количестве четырёх штук.
  • Резистор, с сопротивлением не менее 10 Ом и мощностью 10 Вт. При установке резистора меньшей мощности, он будет постоянно греться и очень скоро выйдет из строя.
  • Любой трансформатор обратной связи, которые могут находится в старых радиоприёмниках.

Разместить схему можно на любой старой плате или купить для этого пластину недорого диэлектрического материала. После сборки схемы её необходимо будет спрятать в металлическом корпусе, который можно изготовить из простой жести. Схема должна быть изолирована от корпуса.

Пример зарядного устройства, смонтированного в корпусе старого системного блока

Последовательность изготовления зарядного устройства своими руками:

  • Переделать силовой трансформатор. Для этого следует размотать его вторичную обмотку, так как импульсные трансформаторы Tashibra дают только 12 В, что очень мало для автомобильного АКБ. На место старой обмотки следует намотать 16 витков нового сдвоенного провода, сечение которого не будет меньше 0.85 мм.Новая обмотка изолируется, и поверх неё наматывается следующая. Только теперь необходимо сделать всего 3 витка, сечение провода – не менее 0.7 мм.
  • Смонтировать защиту от короткого замыкания. Для этого понадобится тот самый резистор на 10 Ом. Его следует впаять в разрыв обмоток силового трансформатора и трансформатора обратной связи.

Резистор как защита от короткого замыкания

  • С помощью четырёх диодов КД213 спаять выпрямитель. Диодный мост простой, может работать с током высокой частоты, и его изготовление происходит по стандартной схеме.

Диодный мост на основе КД213А

  • Делаем ШИМ-контроллер. Необходим в зарядном устройстве, так как контролирует все силовые ключи в схеме. Его можно сделать самостоятельно, используя полевой транзистор (например, IRFZ44) и транзисторы обратной проводимости. Для этих целей идеально подходят элементы типа КТ3102.

ШИМ=контроллер высокого качества

  • Произвести стыковку основной схемы с силовым трансформатором и ШИМ-контроллера. После чего получившуюся сборку можно закреплять в самостоятельно сделанном корпусе.

Данное зарядное устройство достаточно простое, не требует больших затрат при сборке, обладает маленьким весом. Но схемы, сделанные на основе импульсных трансформаторов нельзя отнести к категории надёжных. Даже самый простой стандартный силовой трансформатор будет выдавать более стабильные показатели чем импульсные устройства.

При работе с любым зарядным устройством следует помнить, что нельзя допускать переполюсовки. Данная зарядка защищена от подобного, но всё же перепутанные клеммы сокращают срок службы аккумуляторной батареи, а резистор переменного типа в схеме позволяет контролировать ток заряда.

Простое зарядное устройство своими руками

Для изготовления данной зарядки потребуются элементы, которые можно найти в отслужившем телевизоре старого типа. Перед их монтажом в новую схему, детали необходимо проверить с помощью мультиметра.

Основной деталью схемы является силовой трансформатор, который можно найти не везде. Его маркировка: ТС-180-2. Трансформатор такого типа имеет 2 обмотки, напряжение которых составляет 6.4 и 4.7 В. Чтобы получить необходимую разность потенциалов, эти обмотки следует соединить последовательно – выход первой соединить со входом второй посредством пайки или обыкновенного клеммника.

Трансформатор типа ТС-180-2

Также понадобятся диоды типа Д242А в количестве четырёх штук. Так как данные элементы будут собраны в мостовую схему, потребуется отвод излишнего тепла от них во время работы. Поэтому также необходимо найти или приобрести 4 радиатора охлаждения для радиодеталей, площадью не менее 25 мм2.

Осталась только основа, для которой можно взять пластину из стеклотекстолита и 2 предохранителя, на 0.5 и 10А. Проводники допускается использовать любого сечения, только входной кабель должен быть не менее 2.5 мм2.

Последовательность сборки зарядного устройства:

  1. Первым элементом в схеме необходимо собрать диодный мост. Собирается он по стандартной схеме. Места выводов должны быть опущены вниз, а все диоды надо разместить на радиаторах охлаждения.
  2. От трансформатора, с выводов 10 и 10′ провести 2 провода ко входу диодного моста. Теперь следует немного доработать первичные обмотки трансформаторов, а для этого припаять между выводами 1 и 1′ перемычку.
  3. Припаять входные проводе к выводам 2 и 2′. Входной провод можно сделать из любого кабеля, например, от или любого отслужившего бытового прибора. Если же в наличии есть только провод, то к нему необходимо присоединить вилку.
  4. В разрыв провода, идущего до трансформатора, следует установить предохранитель, рассчитанный на 0.5А. В разрыв плюсового, который пойдёт непосредственно на клемму АКБ – предохранитель на 10А.
  5. Минусовой провод, идущий от диодного моста, припаивают последовательно к обыкновенной лампе, рассчитанной на 12 В, мощностью не более 60 Вт. Это поможет не только контролировать зарядку аккумулятора, но и ограничить зарядный ток.

Все элементы данного зарядного устройства можно разместить в жестяном корпусе, также сделанном своими руками. Пластину стеклотекстолита закрепить болтами, а трансформатор смонтировать прямо на корпус, предварительно разместив между ним и жестью такую же стеклотекстолитовую пластину.

Игнорирование законов электротехники может привести к тому, что зарядное устройство будет постоянно выходить из строя. Поэтому заранее стоит распланировать мощность зарядки, в зависимости от которой и собирать схему. Если превысить мощность цепи, то должной зарядки АКБ не будет, если не будет превышения рабочего напряжения.

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:

Доброго времени суток господа радиолюбители! В этой статье хочу описать сборку несложного зарядного устройства. Даже совсем простого, потому что оно не содержит ничего лишнего. Ведь часто усложняя схемы мы снижаем её надёжность. В общем тут будет рассмотрено пару вариантов таких простейших автомобильных зарядных, которые можно спаять любому, кто хоть раз чинил кофемолку или менял выключатель в коридоре)) По своему опыту могу предположить что оно будет полезным каждому, кто имеет хоть какое-то отношение к технике или электронике. Давно меня посетила идея собрать простейшее зарядное устройство для АКБ своего мотоцикла, так как генератор иногда попросту не справляется с зарядкой последнего, особенно тяжело ему приходится зимним утром, когда нужно завести его со стартера. Конечно многие будут говорить что с кик стартера много проще, но тогда АКБ можно вообще выкинуть.

Электрическая схема самодельного зарядного


Что нужно для того, чтоб АКБ зарядился? Источник стабильного тока, который бы не превышал некоторое безопастное значение. В простейшем случае им будет обычный сетевой трансформатор. Он должен выдавать на вторичке такой ток, который нужен для стандартного зарядного режима (1/10 ёмкости аккумулятора). И если в начале зарядного цикла нагрузка начнёт тянуть ток бОльшего значения — произойдёт просадка напряжения на выходной обмотке трансформатора, а значит ток снизится. Есть два варианта выпрямителей:


Последняя схема позволит менять значение зарядного тока, за счёт изменения напряжения на АКБ. Если вы не доверяете трансформатору, то функцию стабилизатора тока можно возложить на обычную автомобильную лампочку 12 вольт.

В общем для себя решил сделать зарядку довольно мощной, как основу взял трансформатор ТС-160 от советского лампового телека, перемотал под свои нужды, на выходе вышло 14 вольт на 10 ампер, что позволяет заряжать АКБ достаточно большой ёмкости, в том числе любые автомобильные.

Корпус для зарядного устройства


Корпус был собран из цинковой жести, так как хотел сделать как можно проще.


Сзади корпуса было выпилено отверстие под вентилятор, для большей надёжности решил добавить активное охлаждение, да и вентилей поднакопилось, пусть не лежат без дела.


Затем начал делать начинку, прикрутил трансформатор, диодный мост тоже взял с запасом — КРВС-3510 , благо они не много стоят:


В передней панели сделал отверстие для вольтметра, также прикрутил гнездо для крокодилов.


Вышло как раз то что я хотел-простенько и надёжно. В основном этот блок используется для зарядки АКБ и питания 12 вольтовых светодиодных лент.


Ну и в крайнем случае для настройки автомобильных преобразователей. А чтобы было меньше помех, после моста поставил пару конденсаторов общей ёмкостью около 5 тыс. мкФ.


Внешне конечно можно было сделать и более аккуратно, но мне здесь главное надёжность, следующим на очереди стоит лабораторный блок питания, в нем то и буду воплощать все свои дизайнерские умения. Всего доброго, с вами был Колонщик !.)

Обсудить статью АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ СВОИМИ РУКАМИ

На фотографии представлено самодельное автоматическое зарядное устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов на 12 В током величиной до 8 А, собранного в корпусе от милливольтметра В3-38.

Почему нужно заряжать аккумулятор автомобиля


зарядным устройством

АКБ в автомобиле заряжается с помощью электрического генератора. Для защиты электрооборудования и приборов от повышенного напряжения, которое вырабатывает автомобильным генератором, после него устанавливают реле-регулятор, который ограничивает напряжение в бортовой сети автомобиля до 14,1±0,2 В. Для полной же зарядки аккумулятора требуется напряжение не менее 14,5 В.

Таким образом, полностью зарядить АКБ от генератора невозможно и перед наступлением холодов необходимо подзаряжать аккумулятор от зарядного устройства.

Анализ схем зарядных устройств

Привлекательной выглядит схема изготовления зарядного устройства из блока питания компьютера. Структурные схемы компьютерных блоков питания одинаковые, но электрические разные, и для доработки требуется высокая радиотехническая квалификация.

Интерес у меня вызвала конденсаторная схема зарядного устройства, КПД высокий, тепла не выделяет, обеспечивает стабильный ток заряда вне зависимости от степени заряда аккумулятора и колебаний питающей сети, не боится коротких замыканий выхода. Но тоже имеет недостаток. Если в процессе заряда пропадет контакт с аккумулятором, то напряжение на конденсаторах возрастает в несколько раз, (конденсаторы и трансформатор образуют резонансный колебательный контур с частотой электросети), и они пробиваются. Надо было устранить только этот единственный недостаток, что мне и удалось сделать.

В результате получилась схема зарядного устройства без выше перечисленных недостатков. Более 16 лет заряжаю ним любые кислотные аккумуляторы на 12 В. Устройство работает безотказно.

Принципиальная схема автомобильного зарядного устройства

При кажущейся сложности, схема самодельного зарядного устройства простая и состоит всего из нескольких законченных функциональных узлов.


Если схема для повторения Вам показалась сложной, то можно собрать более , работающую на таком же принципе, но без функции автоматического отключения при полной зарядке аккумулятора.

Схема ограничителя тока на балластных конденсаторах

В конденсаторном автомобильном зарядном устройстве регулировка величины и стабилизация силы тока заряда аккумулятора обеспечивается за счет включения последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора Т1 балластных конденсаторов С4-С9. Чем больше емкость конденсатора, тем больше будет ток заряда аккумулятора.


Практически это законченный вариант зарядного устройства, можно подключить после диодного моста аккумулятор и зарядить его, но надежность такой схемы низкая. Если нарушится контакт с клеммами аккумулятора, то конденсаторы могут выйти из строя.

Емкость конденсаторов, которая зависит от величины тока и напряжения на вторичной обмотке трансформатора, можно приблизительно определить по формуле, но легче ориентироваться по данным таблицы.

Для регулировки тока, чтобы сократить количество конденсаторов, их можно подключать параллельно группами. У меня переключение осуществляется с помощью двух галетного переключателя, но можно поставить несколько тумблеров.

Схема защиты


от ошибочного подключения полюсов аккумулятора

Схема защиты от переполюсовки зарядного устройства при неправильном подключении аккумулятора к выводам выполнена на реле Р3. Если аккумулятор подключен неправильно, диод VD13 не пропускает ток, реле обесточено, контакты реле К3.1 разомкнуты и ток не поступает на клеммы аккумулятора. При правильном подключении реле срабатывает, контакты К3.1 замыкаются, и аккумулятор подключается к схеме зарядки. Такую схему защиты от переполюсовки можно использовать с любым зарядным устройством, как транзисторным, так и тиристорным. Ее достаточно включить в разрыв проводов, с помощью которых аккумулятор подключается к зарядному устройству.

Схема измерения тока и напряжения зарядки аккумулятора

Благодаря наличию переключателя S3 на схеме выше, при зарядке аккумулятора есть возможность контролировать не только величину тока зарядки, но и напряжение . При верхнем положении S3, измеряется ток, при нижнем – напряжение. Если зарядное устройство не подключено к электросети, то вольтметр покажет напряжение аккумулятора, а когда идет зарядка аккумулятора, то напряжение зарядки. В качестве головки применен микроамперметр М24 с электромагнитной системой. R17 шунтирует головку в режиме измерения тока, а R18 служит делителем при измерении напряжения.

Схема автоматического отключения ЗУ


при полной зарядке аккумулятора

Для питания операционного усилителя и создания опорного напряжения применена микросхема стабилизатора DA1 типа 142ЕН8Г на 9В. Микросхема это выбрана не случайно. При изменении температуры корпуса микросхемы на 10º, выходное напряжение изменяется не более чем на сотые доли вольта.

Система автоматического отключения зарядки при достижении напряжения 15,6 В выполнена на половинке микросхемы А1.1. Вывод 4 микросхемы подключен к делителю напряжения R7, R8 с которого на него подается опорное напряжение 4,5 В. Вывод 4 микросхемы подключен к другому делителю на резисторах R4-R6, резистор R5 подстроечный для установки порога срабатывания автомата. Величиной резистора R9 задается порог включения зарядного устройства 12,54 В. Благодаря применению диода VD7 и резистора R9, обеспечивается необходимый гистерезис между напряжением включения и отключения заряда аккумулятора.


Работает схема следующим образом. При подключении к зарядному устройству автомобильного аккумулятора, напряжение на клеммах которого меньше 16,5 В, на выводе 2 микросхемы А1.1 устанавливается напряжение достаточное для открывания транзистора VT1, транзистор открывается и реле P1 срабатывает, подключая контактами К1.1 к электросети через блок конденсаторов первичную обмотку трансформатора и начинается зарядка аккумулятора.

Как только напряжение заряда достигнет 16,5 В, напряжение на выходе А1.1 уменьшится до величины, недостаточной для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии. Реле отключится и контакты К1.1 подключат трансформатор через конденсатор дежурного режима С4, при котором ток заряда будет равен 0,5 А. В таком состоянии схема зарядного устройства будет находиться, пока напряжение на аккумуляторе не уменьшится до 12,54 В. Как только напряжение установится равным 12,54 В, опять включится реле и зарядка пойдет заданным током. Предусмотрена возможность, в случае необходимости, переключателем S2 отключить систему автоматического регулирования.

Таким образом, система автоматического слежения за зарядкой аккумулятора, исключит возможность перезаряда аккумулятора. Аккумулятор можно оставить подключенным к включенному зарядному устройству хоть на целый год. Такой режим актуален для автолюбителей, которые ездят только в летнее время. После окончания сезона автопробега можно подключить аккумулятор к зарядному устройству и выключить только весной. Даже если в электросети пропадет напряжение, при его появлении зарядное устройство продолжит заряжать аккумулятор в штатном режиме

Принцип работы схемы автоматического отключения зарядного устройства в случае превышения напряжения из-за отсутствия нагрузки, собранной на второй половинке операционного усилителя А1.2, такой же. Только порог полного отключения зарядного устройства от питающей сети выбран 19 В. Если напряжение зарядки менее 19 В, на выходе 8 микросхемы А1.2 напряжение достаточное, для удержания транзистора VT2 в открытом состоянии, при котором на реле P2 подано напряжение. Как только напряжение зарядки превысит 19 В, транзистор закроется, реле отпустит контакты К2.1 и подача напряжения на зарядное устройство полностью прекратится. Как только будет подключен аккумулятор, он запитает схему автоматики, и зарядное устройство сразу вернется в рабочее состояние.

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.


Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.


Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов , идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.


На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.


На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.


Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.


А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм 2 .


К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 применен типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены последовательно, как показано на схеме. Так как КПД зарядного устройства не менее 0,8 и ток заряда обычно не превышает 6 А, то подойдет любой трансформатор мощностью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если нет готового трансформатора, то можно взять любой подходящий по мощности и перемотать вторичную обмотку. Рассчитать число витков вторичной обмотки трансформатора можно с помощью специального калькулятора .

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора – зеленым. Вместо бинарного светодиода можно установить любых два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двухполярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12 В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.

Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12 В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток коммутации 10 А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.

Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10 А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Останется только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккумулятора будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить непосредственно при зарядке аккумулятора. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого понадобится блок питания постоянного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в пределах от 10 до 20 В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1 А. Из измерительных приборов понадобится любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр рассчитанный на измерение постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на печатную плату нужно подать от блока питания питающее напряжение величиной 12-15 В на общий провод (минус) и вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). Изменяя напряжение на выходе блока питания от 12 до 20 В, нужно с помощью вольтметра убедиться, что величина напряжения на выходе 2 микросхемы стабилизатора напряжения DA1 равна 9 В. Если напряжение отличается или изменяется, то DA1 неисправна.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от короткого замыкания по выходу и если закоротить ее выход на общий провод, то микросхема войдет в режим защиты и из строя не выйдет. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, то это не всегда означает о ее неисправности. Вполне возможно наличие КЗ между дорожками печатной платы или неисправен один из радиоэлементов остальной части схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить от платы ее вывод 2 и если на нем появится 9 В, значит, микросхема исправна, и необходимо найти и устранить КЗ.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Описание принципа работы схемы решил начать с более простой части схемы, к которой не предъявляются строгие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от электросети в случае отсоединения аккумулятора выполняет часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (далее ОУ).

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Без знания принципа работы ОУ разобраться в работе схемы сложно, поэтому приведу краткое описание. ОУ имеет два входа и один выход. Один из входов, который обозначается на схеме знаком «+», называется неинвертирующим, а второй вход, который обозначается знаком «–» или кружком, называется инвертирующим. Слово дифференциальный ОУ означает, что напряжение на выходе усилителя зависит от разности напряжений на его входах. В данной схеме операционный усилитель включен без обратной связи, в режиме компаратора – сравнения входных напряжений.

Таким образом, если напряжение на одном из входов будет неизменным, а на втором изменятся, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах, напряжение на выходе усилителя скачкообразно изменится.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к схеме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранного на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и поэтому напряжение в точке соединения резисторов, никогда не изменяется и составляет 6,75 В. Второй вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой идет зарядный ток, и напряжение на нем меняется в зависимости от величины тока и степени заряда аккумулятора. Поэтому и величина напряжения на выводе 7 тоже будет, соответственно изменятся. Сопротивления делителя подобраны таким образом, что при изменении напряжения зарядки аккумулятора от 9 до 19 В напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6 и напряжение на выходе ОУ (вывод 8) будет больше 0,8 В и близко к напряжению питания ОУ. Транзистор будет открыт, на обмотку реле Р2 будет поступать напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Напряжение на выходе также закроет диод VD11 и резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как только напряжение зарядки превысит 19 В (это может случится только в случае, если от выхода АЗУ будет отключен аккумулятор), напряжение на выводе 7 станет больше, чем на выводе 6. В этом случае на выходе ОУ напряжение скачкообразно уменьшится до нуля. Транзистор закроется, реле обесточится и контакты К2.1 разомкнутся. Подача питающего напряжения на ОЗУ будет прекращена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ станет равно нулю, откроется диод VD11 и, таким образом, параллельно к R14 делителя подключится R15. Напряжение на 6 выводе мгновенно уменьшится, что исключит ложные срабатывания в момент равенства напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и помех. Изменяя величину R15 можно менять гистерезис компаратора, то есть напряжение, при котором схема вернется в исходное состояние.

При подключения аккумулятора к ОЗУ напряжения на выводе 6 опять установится равным 6,75 В, а на выводе 7 будет меньше и схема начнет работать в штатном режиме.

Для проверки работы схемы достаточно изменять напряжение на блоке питания от 12 до 20 В и подключив вольтметр вместо реле Р2 наблюдать его показания. При напряжении меньше 19 В, вольтметр должен показывать напряжение, величиной 17-18 В (часть напряжения упадет на транзисторе), а при большем – ноль. Желательно все же подключить к схеме обмотку реле, тогда будет проверена не только работа схемы, но и его работоспособность, а по щелчкам реле можно будет контролировать работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, то нужно проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. При отличии напряжений от указанных выше, нужно проверить номиналы резисторов соответствующих делителей. Если резисторы делителей и диод VD11 исправны, то, следовательно, неисправен ОУ.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно отключить одни из выводов этих элементов, схема будет работать, только без гистерезиса, то есть включаться и отключаться при одном и том же подаваемом с блока питания напряжении. Транзистор VT12 легко проверить, отсоединив один из выводов R16 и контролируя напряжение на выходе ОУ. Если на выходе ОУ напряжение изменяется правильно, а реле все время включено, значит, имеет место пробой между коллектором и эмиттером транзистора.

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Принцип работы ОУ А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, за исключением возможности изменять порог отключения напряжения с помощью подстроечного резистора R5.

Для проверки работы А1.1, питающее напряжение, поданное с блока питания плавно увеличивается и уменьшается в пределах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В должно отключиться реле Р1 и контактами К1.1 переключить АЗУ в режим зарядки малым током через конденсатор С4. При снижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включится и переключить АЗУ в режим зарядки током заданной величины.

Напряжение порога включения 12,54 В можно регулировать изменением номинала резистора R9, но в этом нет необходимости.

С помощью переключателя S2 имеется возможность отключать автоматический режим работы, включив реле Р1 напрямую.

Схема зарядного устройства на конденсаторах


без автоматического отключения

Для тех, кто не имеет достаточного опыта по сборке электронных схем или не нуждается в автоматическом отключении ЗУ по окончании зарядки аккумулятора, предлагаю упрощенней вариант схемы устройства для зарядки кислотных автомобильных аккумуляторов. Отличительная особенность схемы в ее простоте для повторения, надежности, высоком КПД и стабильным током заряда, наличие защиты от неправильного подключения аккумулятора, автоматическое продолжение зарядки в случае пропадания питающего напряжения.


Принцип стабилизации зарядного тока остался неизменным и обеспечивается включением последовательно с сетевым трансформатором блока конденсаторов С1-С6. Для защиты от перенапряжения на входной обмотке и конденсаторах используется одна из пар нормально разомкнутых контактов реле Р1.

Когда аккумулятор не подключен, контакты реле Р1 К1.1 и К1.2 разомкнуты и даже если зарядное устройство подключено к питающей сети ток не поступает на схему. Тоже самое происходит, если подключить ошибочно аккумулятор по полярности. При правильном подключении аккумулятора ток с него поступает через диод VD8 на обмотку реле Р1, реле срабатывает и замыкаются его контакты К1.1 и К1.2. Через замкнутые контакты К1.1 сетевое напряжение поступает на зарядное устройство, а через К1.2 на аккумулятор поступает зарядный ток.

На первый взгляд кажется, что контакты реле К1.2 не нужны, но если их не будет, то при ошибочном подключении аккумулятора, ток потечет с плюсового вывода аккумулятора через минусовую клемму ЗУ, далее через диодный мост и далее непосредственно на минусовой вывод аккумулятора и диоды моста ЗУ выйдут из строя.

Предложенная простая схема для зарядки аккумуляторов легко адаптируется для зарядки аккумуляторов на напряжение 6 В или 24 В. Достаточно заменить реле Р1 на соответствующее напряжение. Для зарядки 24 вольтовых аккумуляторов необходимо обеспечить выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора Т1 не менее 36 В.

При желании схему простого зарядного устройства можно дополнить прибором индикации зарядного тока и напряжения, включив его как в схеме автоматического зарядного устройства.

Порядок зарядки автомобильного аккумулятора


автоматическим самодельным ЗУ

Перед зарядкой снятый с автомобиля аккумулятор необходимо очистить от грязи и протереть его поверхности, для удаления кислотных остатков, водным раствором соды. Если кислота на поверхности есть, то водный раствор соды пенится.

Если аккумулятор имеет пробки для заливки кислоты, то все пробки нужно выкрутить, для того, чтобы образующиеся при зарядке в аккумуляторе газы могли свободно выходить. Обязательно нужно проверить уровень электролита, и если он меньше требуемого, долить дистиллированной воды.

Далее нужно переключателем S1 на зарядном устройстве выставить величину тока заряда и подключить аккумулятор соблюдая полярность (плюсовой вывод аккумулятора нужно подсоединить к плюсовому выводу зарядного устройства) к его клеммам. Если переключатель S3 находится в нижнем положении, то стрелка прибора на зарядном устройстве сразу покажет напряжение, которое выдает аккумулятор. Осталось вставить вилку сетевого шнура в розетку и процесс зарядки аккумулятора начнется. Вольтметр уже начнет показывать напряжение зарядки.

Даже при полностью исправном автомобиле рано или поздно может сложиться ситуация, когда потребуется от внешнего источника – долгая стоянка, случайно оставленные включенными габаритные огни и так далее. Владельцам же старой техники необходимость в регулярной подзарядке аккумулятора известна прекрасно – тому виной и саморазряд «уставшей» батареи, и повышенные токи утечек в электроцепях, в первую очередь – в диодном мосту генератора.

Можно приобрести готовое зарядное устройство: они выпускаются во множестве вариантов и легко доступны. Но кому-то может показаться, что изготовить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками будет интереснее, а кого-то возможность сделать ЗУ буквально из подручного материала и выручит.

Полупроводниковый диод+лампочка

Неизвестно, кому первому пришла в голову идея заряжать аккумулятор подобным образом, но это как раз тот случай, когда зарядить аккумулятор можно буквально подручными средствами . В этой схеме источником тока служит электрическая сеть 220В, диод нужен для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный, а лампочка служит токоограничительным резистором.

Расчет этого зарядного устройства так же прост, как и его схема:

  • Ток, протекающий через лампу, определяется исходя из ее мощности как I=P/U , где U – напряжение в сети, P – мощность лампы. То есть для лампы в 60 Вт ток в цепи составит 0,27 А.
  • Так как диод срезает каждую вторую полуволну синусоиды, реальный средний ток нагрузки будет с учетом этого равен 0,318*I .
ПРИМЕР: Используя лампу 100 Вт в такой схеме, мы получим средний ток зарядки аккумулятора в 0,15А.

Как видно, даже при использовании мощной лампы ток нагрузки получается небольшим, что позволит использовать любой распространенный диод, например 1N4004 (такие обычно идут в комплекте с сигнализациями, стоят в блоках питания маломощной техники и так далее). Все, что нужно знать для сборки такого устройства – это то, что полоска на корпусе диода обозначает его катод. Этот контакт подсоедините к положительному полюсу батареи.

Не подсоединяйте это устройство к аккумулятору, если он не снят с автомобиля, во избежание повреждения бортовой электроники высоким напряжением!

Подобный вариант изготовления представлен на видео

Выпрямитель

Это ЗУ несколько сложнее. Такая схема используется в самых дешевых фабричных устройствах :

Для изготовления зарядного устройства потребуется сетевой трансформатор с выходным напряжением не менее 12,5 В, но и не более 14. Часто берется советский трансформатор типа ТС-180 из ламповых телевизоров, имеющий две накальные обмотки на напряжение 6,3 В. При их последовательном соединении (назначение клемм указано на корпусе трансформатора) мы получим как раз 12,6 В. Для выпрямления переменного тока со вторичной обмотки применен диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Его можно как собрать из отдельных диодов (например, Д242А из того же телевизора), либо купить готовую сборку (KBPC10005 либо ее аналоги).

Диоды выпрямителя будут ощутимо нагреваться, и для них придется сделать радиатор из подходящей алюминиевой пластины. В этом плане использование диодной сборки гораздо удобнее – пластина крепится винтом к ее центральному отверстию на термопасту.

Ниже приведена схема назначения выводов наиболее распространенной в импульсных блоках питания микросхемы TL494:

Нас интересует цепь, связанная с ножкой 1. Просматривая соединенные с ней дорожки на плате, найдите резистор, соединяющий эту ножку с выходом +12 В. Именно он задает выходное напряжение 12-вольтовой цепи блока питания.

Современное зарядное устройство с цифровым индикатором

Чрезмерный ток заряда опасен для автомобильного аккумулятора. Особенно это актуально, когда батарея была сильно разряжена, а затем её подцепили заражаться от фиксированного напряжения 14 В. Большой ток губительно влияет на пластины с губчатым свинцом, разрушая их и уменьшая емкость аккумулятора.

Вот почему каждым производителем автомобильных аккумуляторов рекомендуется строго придерживаться зарядного тока, при котором батарея прослужит полностью свой срок эксплуатации. Обычно ток заряда равен 0.1 от указанной емкости.

Отличную стабилизацию тока обеспечивают сложные зарядные устройства на микроконтроллере. Стоимость таких зарядных сопоставима с новым аккумулятором для автомобиля. Поэтому есть смысл самому собрать микропроцессорное зарядное. Такое устройство автоматически отключается по истечении устанавливаемого времени заряжания от 1 до 10 часов, и точно поддерживает требуемый ток.

Плюс после выпрямительного моста VD1-VD4 напрямую выводится на аккумуляторную батарею, а минус подается через измерительный резистор R2, регулирующий тиристор VS1 и защитный диод VD8.

Для работы 8-разрядного микроконтроллера AT89c2051 требуется прошивка управления зарядным устройством, она в конце статьи в Прикрепленных файлах.

Запуск и остановка процесса зарядки осуществляется кнопкой S1. Только после нажатия на неё начинает работать цифровой индикатор HG1, на котором отображается время заряжания в часах. Сначала высвечивается цифра 9 и постепенно уменьшается до нуля, пока зарядное не отключится. Одновременно с нажатием кнопки, загорается светодиод HL1, сообщая о том, что аккумуляторная батарея начала заряжаться.

Уменьшение времени заряжания происходит при удержании кнопки S1 нажатой более 2 сек. При этом на цифровом дисплее каждые 2 сек. будет происходить обратный отсчет времени заряжания.

Величина зарядного тока регулируется переменным резистором R12.

Измерение зарядного тока осуществляется амперметром на 10 А, подключенным к измерительному резистору R2. Также сгодится миллиамперметр 1–10 мА, только его важно подключить к R2 через дополнительный токоограничивающий резистор.

По этой схеме можно собрать очень мощное зарядное устройство на ток вплоть до 100 А. Это осуществимо, если подобрать трансформатор, диодный мост, тиристор и резистор R2 соответствующими по мощности. И конечно же использовать для соединения многожильные медные провода сечением не меньше 35 мм. кв. в двойной изоляции.

Для точности измерения тока амперметром, резистор R2 должен удовлетворять условию — падение напряжения на нём должно составлять 1 В при максимально возможном токе заряда. Естественно, что резистор на 100 А, сопротивлением 0.01 Ом, намотанный 4-милиметровой нихромовой проволокой, придется устанавливать на отдельное крепление. Но для 10-амперного зарядного устройства достаточно сделать 4 витка нихромовой проволоки диаметром 1 мм вокруг прутка в 6 мм, а готовый резистор закрепить на плате при помощи винтов М3.

Схема управления зарядного устройства помещается на печатной плате размером 74х64 мм. Трансформатор на 100–120 Вт, диодный мост, тиристор, переменный резистор R12, кнопка S1, цифровой индикатор HG1, светодиод HL1 устанавливаются вне платы.

Настройка зарядного устройства производится со снятым микроконтроллером при первом включении. Поэтому для микросхемы AT89c2051 желательно предусмотреть гнездо на печатной плате.

После включения в розетку следует проверить, есть ли напряжение 5 В на стабилизаторе 142ЕН5. Важно также убедиться, что ни на одном контакте гнезда микроконтроллера нет напряжения свыше 5 В.

Затем вытягиваем вилку из розетки, вставляем микросхему в гнездо. На её выводе 3 должны наблюдаться импульсы в 1 сек. Если их нет, тогда следует проверить генерацию на одном из выводов кварцевого резонатора X1.

На выводе 2 микросхемы должны быть короткие импульсы 10 мс. Если их нет, тогда надо проверить наличие таких же импульсов на выводе 6.

После нажатия на кнопку S1 должен засветиться светодиод HL1 и пойти ток на зарядку аккумулятора.

Порядок работы с зарядным устройством: подсоединять и отсоединять аккумуляторную батарею только при отсутствии зарядного тока, когда светодиод и цифровой индикатор не светятся. После погасания светодиода аккумулятор можно отсоединить, процесс зарядки завершен.

 

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ

Автор: Попов Евгений Александрович

 


 

Как сделать схему зарядного устройства батареи с помощью кремниевого выпрямителя (SCR)

Батарея заряжается небольшим количеством переменного или постоянного напряжения. Поэтому, если вы хотите зарядить аккумулятор от источника переменного тока, выполните следующие действия: сначала нам нужно ограничить большое напряжение переменного тока, необходимо отфильтровать напряжение переменного тока, чтобы удалить шум, отрегулировать и получить постоянное напряжение, а затем подать полученное напряжение на аккумулятор для зарядки. После завершения зарядки цепь должна автоматически выключиться.

Блок-схема зарядного устройства
с использованием SCR:

Источник переменного тока подается на понижающий трансформатор, который преобразует большой источник переменного тока в ограниченный источник переменного тока, фильтрует напряжение переменного тока и удаляет шум, а затем подает это напряжение на SCR, где он выпрямляет переменный ток и подает результирующее напряжение на аккумулятор для зарядки.

Принципиальная схема зарядного устройства
с использованием SCR

Принципиальная схема цепи зарядного устройства батареи с использованием тиристора приведена ниже

.

Принципиальная схема Описание

  • На понижающий трансформатор подается напряжение сети переменного тока, которое должно быть примерно до 20В.понижающее напряжение подается на SCR для выпрямления, а SCR выпрямляет основное напряжение переменного тока. Это выпрямленное напряжение используется для зарядки аккумулятора.
  • Когда батарея подключается к цепи зарядки, батарея не разряжается полностью, и она разряжается, что дает прямое напряжение смещения транзистору через диод D2 и резистор R7, которые включаются. Когда транзистор включен, тиристор отключится.
  • Когда напряжение батареи падает, прямое смещение уменьшается, и транзистор выключается.Когда транзистор выключается автоматически, диод D1 и резистор R3 получают ток на затвор SCR, это запускает SCR и проводит ток. SCR будет выпрямлять входное переменное напряжение и подавать его на батарею через резистор R6.
  • Это будет заряжать батарею, когда падение напряжения в батарее уменьшается, ток прямого смещения также увеличивается на транзисторе, когда батарея полностью заряжена, транзистор Q1 снова включается и выключает SCR.

Также прочтите сообщение: Цепь зарядного устройства свинцово-кислотной батареи

Цепь зарядного устройства с использованием SCR и LM 311

Вот еще одно зарядное устройство с управляемой схемой, использующее SCR и LM311. Сигнал переменного тока выпрямляется с помощью SCR и компаратор используется для обнаружения заряда аккумулятора напряжение относительно опорного напряжения таким образом, чтобы управлять переключением SCR.

Принцип, лежащий в основе этой схемы

Принцип, лежащий в основе схемы, заключается в управлении переключением SCR на основе заряда и разряда батареи.Здесь SCR действует как выпрямитель, а также как переключатель, позволяющий подавать выпрямленное напряжение постоянного тока для зарядки аккумулятора. В случае, если аккумулятор полностью заряжен, эта ситуация обнаруживается с помощью схемы компаратора, и тиристор отключается.

Когда заряд батареи падает ниже порогового уровня, на выходе компаратора включается SCR, и батарея снова заряжается. Здесь компаратор сравнивает напряжение на батарее с опорным напряжением.

Принципиальная схема цепи зарядного устройства с использованием SCR и LM311

Принципиальная схема зарядного устройства для напряжения аккумулятора с использованием LM311 и SCR — ElectronicsHub.Org

Схема устройства зарядного устройства с использованием SCR и LM311:

Проектирование всей схемы зависит от типа заряжаемой батареи. Предположим, мы используем 6-элементную никель-кадмиевую батарею на 9 В с номиналом 20 А · ч в ампер-часах и напряжением одной ячейки 1,5 В. Это установит необходимое оптимальное напряжение батареи около 9 В.

Для напряжения 9В через делитель напряжения, напряжение на горшок и резистора должна быть выше 5.2V (уровень опорного напряжения).Для этой цели мы выбираем схему делителя потенциала, состоящую из резистора 22 кОм, резистора 40 кОм и потенциометра 20 кОм.

Выходной ток от LM311 составляет около 50 мА, и поскольку здесь мы используем транзистор BC547 с низким базовым током, нам требуется резистор около 150 Ом. Используемый трансформатор — трансформатор 230 / 12В. Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного тока 230 В, а вторичная обмотка подключена к выпрямителю.

Также прочтите сообщение — Цепь автоматического зарядного устройства

Как работать с цепью зарядного устройства?

Первоначально, когда на схему подается питание и уровень заряда батареи ниже порогового напряжения, схема выполняет задачу зарядки батареи.SCR запускается напряжением на выводе затвора через резистор R1 и диод D1. Затем он начинает выпрямлять напряжение переменного тока, но только на половину цикла. Когда постоянный ток начинает течь к батарее через резистор R2, батарея заряжается. Напряжение на делителе потенциала, состоящем из потенциометра RV1 и резистора R4, зависит от напряжения на батарее. Это напряжение подается на инвертирующий терминал OPAMP LM311.

Терминал не инвертирующий выдается опорное напряжение 5.2В с использованием стабилитрона. Для нормальной работы зарядки, это опорное напряжение больше, чем напряжение через делитель напряжения, а выходной сигнал компаратора меньше, чем пороговое напряжение, которое требуется, чтобы вызвать транзистор NPN в проводимость. Таким образом, транзистор и диод D3 остаются выключенными, а затвор SCR получает напряжение срабатывания через R1 и D1.

Теперь, когда батарея начинает заряжаться и в определенный момент, когда он полностью заряжен, напряжение на делитель напряжения достигает значения выше опорного напряжения.Это означает, что напряжение на инвертирующем выводе меньше, чем напряжение на неинвертирующем выводе, а выходной сигнал компаратора больше, чем пороговое напряжение эмиттера базы для транзистора.

Это заставляет транзистор проводить, и он включается. В то же время, когда диод D3 смещен в прямом направлении, он начинает проводить, и это блокирует запуск напряжения затвора SCR, поскольку теперь он подключен к низкому потенциалу или земле. Таким образом, SCR отключается, и операция зарядки останавливается или приостанавливается.Опять же, когда заряд аккумулятора падает ниже порогового уровня, операция зарядки возобновляется, как описано выше. Резистор R7 и диод D4 должны обеспечивать небольшую непрерывную зарядку в случае, если тиристор находится в выключенном состоянии.

Примечание. Также прочтите сообщение — Схема зарядного устройства для мобильных телефонов

Применение схемы зарядного устройства с использованием SCR и LM311:
  1. Может использоваться для зарядки аккумуляторов игрушек.
  2. Это переносная схема, которую можно носить с собой куда угодно.
  3. Может использоваться как автоматическое зарядное устройство, особенно во время вождения.
Ограничения цепи зарядного устройства аккумулятора:
  1. Преобразование переменного тока в постоянное здесь использует только выпрямитель и может содержать пульсации переменного тока из-за отсутствия фильтра.
  2. Однополупериодный выпрямитель делает зарядку и разрядку довольно медленной.
  3. Эту схему нельзя использовать с батареями с более высоким номиналом в ампер-часах.
  4. Зарядка аккумулятора может занять больше времени.

SCR Battery Bank Charger Circuit

В сообщении описывается автоматическая схема зарядного устройства Battery Bank на основе SCR с функцией автоматического отключения избыточного заряда для работы с электромобилем. Идея была предложена мистером Джорджем.

Цели и требования схемы

  1. Я Джордж из Австралии, пытаюсь переделать малолитражку в электромобиль.
  2. В прикрепленном PDF-файле показана конфигурация модулей литиевых батарей, составляющих полную упаковку.
  3. Возможно, вы подскажете, какое зарядное устройство или конфигурацию я могу использовать для зарядки аккумулятора.
  4. У меня есть в наличии 240 или 415 вольт переменного тока.

Детали разводки батареи

Конструкция

На приведенном выше рисунке показана конфигурация литий-ионной батареи, расположенной последовательно, в параллельном режиме для генерации значительного напряжения 210 В при приблизительно 80 Ампер.

Чтобы зарядить эту относительно большую батарею, нам нужен контроллер, который может управлять током, а также подавать на батарею необходимое количество вольт для их эффективной зарядки.

Источник 240 В переменного тока выглядит более подходящим, поэтому этот источник можно использовать в качестве входа для указанной цели.

На следующей схеме показана предлагаемая схема зарядного устройства модуля литий-ионной аккумуляторной батареи 220 В, давайте подробно разберемся с ее работой со следующим пояснением:

Принципиальная схема

ПОЖАЛУЙСТА, ПОДКЛЮЧИТЕ 1 мкФ / 25 В ЧЕРЕЗ КОНТАКТ 3 И КОНТАКТ 4 ИС, чтобы SCR ВСЕГДА НАЧИНАЕТСЯ С МОМЕНТАЛЬНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ЦЕПИ, НЕЗАВИСИМО ОТ ПОДКЛЮЧЕНИЯ БАТАРЕИ.

Функционирование цепи

Конструкция очень похожа на одну из предыдущих концепций, касающихся схемы зарядного устройства высоковольтной батареи, за исключением секции реле, которая здесь заменена на SCR, и включения конденсатора сброса высокого напряжения для дополнительной безопасности.

Сильный ток сети соответственно снижается реактивным сопротивлением неполярного конденсатора 100 мкФ / 400 В до примерно 5 А, которое подается на батарею через указанный тиристор. Этот ток можно увеличить до более высокого уровня, просто увеличив значения емкости показанного конденсатора 100 мкФ / 400 В.

Тиристор или тиристор, который используется в качестве переключателя в этой конструкции, удерживается во включенном положении, пока соответствующий BC547 на его затворе удерживается выключенным.

Базу BC547 можно увидеть подключенной к выходу операционного усилителя, который настроен как компаратор.

Пока выходной сигнал операционного усилителя остается низким, BC547 остается выключенным, сохраняя включенным тиристор.

Указанная ситуация непрерывной, чтобы быть в активированном состоянии до тех пор, заданного уровня напряжения чувствительного входного контакта # 3 из IC остается ниже опорного уровня штифта # 2 от IC.

Поскольку контакт №3 подключен к плюсу батареи (через резистивную сеть), это означает, что предустановка 10K на контакте №3 должна быть отрегулирована таким образом, чтобы при полном уровне заряда батареи потенциал на контакте № 3 просто превосходит фиксированный опорный потенциал на выводе №2.

Как только это происходит, выходной контакт № 6 операционного усилителя мгновенно меняет свой выходной сигнал с начального низкого логического уровня на высокий, что, следовательно, включает BC547 и выключает симистор.

Зарядка аккумулятора немедленно прекращается.

Функция резистора гистерезиса

Резистор гистерезиса Rx, подключенный к контактам №6 и №3 ИС, гарантирует, что операционный усилитель фиксируется в этом положении, по крайней мере, на некоторое время, пока напряжение аккумулятора не разрядится до некоторого заранее определенного нижнего порогового уровня. .

На этом небезопасном нижнем уровне операционный усилитель снова проходит переключение и инициирует процесс зарядки, инициируя низкий логический уровень на своем выходном контакте №6.

Разница между напряжением отключения полного заряда и напряжением восстановления низкого заряда пропорциональна значению Rx, которое можно найти с помощью некоторых проб и ошибок.Более высокие значения приведут к меньшим разницам и наоборот.

Схема делителя потенциала, образованная указанными резисторами 220 кОм и 15 кОм, обеспечивает необходимое более низкое пропорционально падение напряжения для вывода № 3 операционного усилителя, которое не должно быть выше рабочего напряжения операционного усилителя. .

Рабочее напряжение питания для операционного усилителя на его выводе №7 получается через конфигурацию эмиттерного повторителя BJT, подключенного к одной из крайних батарей, связанных с отрицательной линией аккумуляторного блока.

Для дальнейших запросов относительно схемы зарядного устройства для блока литий-ионных аккумуляторов 220 В, пожалуйста, заполните поле для комментариев ниже.

ОПАСНО : ОБЪЯСНЕННАЯ ВЫШЕ КОНСТРУКЦИЯ НЕ ИЗОЛИРУЕТСЯ ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО ПРИКАСАТЬСЯ В ВКЛЮЧЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ. ДЕЙСТВОВАТЬ С ОСТОРОЖНОСТЬЮ.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Цепь зарядного устройства для симистора

| Самодельные схемотехнические проекты

Зарядное устройство на основе симистора заменяет обычное реле для очень эффективного автоматического отключения питания от аккумулятора.

В сообщении объясняется простая схема зарядного устройства с использованием функции автоматического отключения симистора.Схема может использоваться для зарядки любых сильноточных аккумуляторов с высоким AH-типом с функцией автоматического отключения при полной зарядке.

Идея была предложена г-ном Ракешем Пармаром.

Использование симистора вместо реле

В одном из предыдущих постов мы изучили схему зарядного устройства сильноточной батареи, основанную на концепции полного отключения реле, в которой использовалось реле для инициирования процесса зарядки путем включения питания трансформатора и затем отключение сети, как только будет достигнут полный уровень заряда аккумулятора
.

В предлагаемой схеме зарядного устройства на основе симистора принцип работы точно такой же, за исключением включения симистора вместо реле.

Схема соединений

При подаче питания от сети схема не включается сама по себе, а остается в состоянии ожидания.

Указанная кнопка предназначена для запуска процесса зарядки, поэтому, как только этот переключатель нажимается, симистор на мгновение замыкается, позволяя трансформатору на этот момент получить доступ к электросети
.

Вышеупомянутое действие также мгновенно позволяет схеме получать питание в течение определенного периода времени.

Как это работает

Предполагая, что батарея находится в разряженном состоянии, вышеупомянутая инициализация вызывает появление напряжения на контакте №2 операционного усилителя на уровне ниже, чем указанный контакт №3 ИС.

Это, в свою очередь, приводит к тому, что контакт № 6 операционного усилителя становится высоким, активируя симистор, а также фиксируя трансформатор во включенном положении.

Вся цепь теперь фиксируется и запитывается даже после того, как переключатель отпущен, обеспечивая необходимые параметры зарядки для аккумулятора.Красный светодиод загорается, подтверждая инициализацию зарядки аккумулятора.

По мере того, как батарея заряжается, потенциал контакта №2 постепенно начинает расти, пока, наконец, он не превысит опорный уровень контакта №3, что сразу же заставит выход IC упасть на низкий уровень. В тот момент, когда это происходит, триггер затвора симистора срабатывает, прерывая действие фиксации, и вся цепь выключается.

Схема возвращается в свое предыдущее положение ожидания до следующего нажатия переключателя
для нового цикла блокировки.

Если вам понравилась схема зарядного устройства с симистором, поделитесь ею с другими.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Автомобильная зарядка на тиристорах своими руками.Зарядное устройство тиристорное простое

Здравствуйте, ув. читатель блога «Моя лаборатория радиолюбителей».

В сегодняшней статье мы поговорим о давно зарекомендовавшей себя «но связанной», но очень полезной схеме тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которую мы будем использовать в качестве зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Начнем с того, что зарядное устройство на КУ202 имеет ряд преимуществ:
— способность выдерживать ток заряда до 10 ампер
— ток заряда импульсный, что, по мнению многих радиолюбителей, помогает продлить срок службы аккумулятора
— Схема собрана из недорогих недорогих деталей, что делает ее очень доступной в ценовой категории
— И последний плюс — простота повторения, что даст возможность повторить ее как новичку в радиотехнике, так и просто владельцу авто, совершенно не имеющему знаний в области радиотехники, которому нужна качественная и простая зарядка.

В свое время я собрал эту схему на своем колене за 40 минут вместе с травкой платы и подготовкой компонентов схемы. Ну хватит рассказов, давайте рассмотрим схему.

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202

Перечень компонентов, используемых в схеме
С1 = 0,47-1 мкФ 63В

R1 = 6,8k — 0,25W
R2 = 300 — 0,25W
R3 = 3,3k — 0,25W
R4 = 110 — 0,25W
R5 = 15k — 0.25W
R6 = 50 — 0,25W
R7 = 150 — 2W
FU1 = 10A
VD1 = ток 10А, мостик желательно брать с запасом. Ну на 15-25А и обратное напряжение не ниже 50В
VD2 = любой импульсный диод, для обратного напряжения не менее 50В
VS1 = КУ202, Т-160, Т-250
VT1 = КТ361А, КТ3107 , КТ502
ВТ2 = КТ315А, КТ3102, КТ503

Как упоминалось ранее, схема представляет собой тиристорный фазоимпульсный регулятор мощности с электронным регулятором зарядного тока.
Тиристорный электрод управляется схемой на транзисторах VT1 и VT2. Управляющий ток проходит через VD2, что необходимо для защиты схемы от обратных скачков тока тиристора.

Резистор R5 определяет ток зарядки аккумулятора, который должен составлять 1/10 емкости аккумулятора. Например, аккумулятор на 55 А следует заряжать током 5,5 А. Поэтому желательно на выходе перед выводами зарядного устройства поставить амперметр для контроля зарядного тока.

Что касается блока питания, то для этой схемы мы выбираем трансформатор на переменное напряжение 18-22В, желательно по мощности без запаса, потому что в управлении мы используем тиристор. Если напряжение больше, увеличьте R7 до 200 Ом.

Также не забываем, что диодный мост и управляющий тиристор необходимо размещать на радиаторах через теплопроводную пасту. Также, если вы используете простые диоды, такие как Д242-Д245, КД203, помните, что они должны быть изолированы от корпуса радиатора.

Ставим предохранитель на токи нужные для выхода, если вы не планируете заряжать аккумулятор током выше 6А, то предохранителя на 6,3А вам будет достаточно.
Также для защиты аккумулятора и зарядного устройства рекомендую поставить свой или, который помимо защиты от обратной полярности защитит зарядное устройство от подключения разряженных аккумуляторов с напряжением менее 10,5 В.
Ну в принципе мы рассмотрели схему зарядного устройства на КУ202.

Печатная плата тиристорного зарядного устройства на КУ202

Собрал Сергей


Удачи с повторением и жду ваших вопросов в комментариях

Для безопасной, качественной и надежной зарядки любого типа АКБ рекомендую
С УФ.Админ-чек


Вам понравилась эта статья?
Сделаем мастер-класс в подарок. Бросьте пару монет на цифровой осциллограф UNI-T UTD2025CL (2 канала x 25 МГц). Осциллограф — это устройство, предназначенное для исследования амплитудных и временных параметров электрического сигнала. Стоит дорого 15 490 рублей. Я не могу себе позволить такой подарок. Аппарат очень нужен. С его помощью количество новых интересных схем увеличится в разы. Спасибо всем, кто поможет.

Любое копирование материала строго запрещено мной и авторскими правами.. Чтобы не потерять эту статью, закидывайте себе ссылку через кнопки справа
А так же все вопросы задаваем через форму ниже. Ребята не стесняйтесь

Устройство с электронным контролем зарядного тока, выполненное на базе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности.
Не содержит дефицитных деталей, с заведомо рабочими деталями не требует регулировки.
Зарядное устройство позволяет заряжать автомобильные аккумуляторы 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, что, как считается, помогает продлить срок службы батареи.
Работоспособен при температуре окружающей среды от — 35 ° С до + 35 ° С.
Схема устройства представлена ​​на рис. 2.60.
Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от понижающего трансформатора обмотки II Т1 через диодемокVDI + VD4.
Блок управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора ВТИ, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором. R1.При крайнем правом положении его двигателя по схеме зарядный ток станет максимальным, и наоборот.
DiodeVd5 защищает схему управления тиристором VS1 от обратного напряжения, которое появляется при включении тиристора.

В дальнейшем зарядное устройство может быть дополнено различными автоматическими устройствами (отключение при завершении зарядки, поддержание нормального напряжения АКБ при длительном хранении, сигнализация о правильном подключении АКБ, защита от коротких замыканий на выходе и т. Д.).
К недостаткам устройства можно отнести — колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электросети.
Как и все аналогичные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство мешает радиоприему. Для борьбы с ними используется networkLC — фильтр, аналогичный тому, что используется в импульсных источниках питания.

Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменяем на КТ361Б — КТ361Е, КТ3107L, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — КТ50ИК, и КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102L, КТ503ГВ + КТ503ГВ + КТ3102Л.Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор Р1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр PA1 — любой постоянного тока со шкалой 10 А. Его можно изготовить независимо от любого миллиамперметра, сняв шунт на стандартный амперметр.
FuseF1 — плавкий, но на такой же ток удобно использовать сетевой выключатель на 10 А или биметаллический автомобильный автомат.

Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на постоянный ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).
Выпрямительные диоды и тиристор размещены на радиаторах полезной площадью около 100 см * каждый. Для улучшения теплового контакта устройств с радиаторами лучше использовать теплопроводные пасты.
Вместо тиристора КУ202В подходят КУ202Г — КУ202Э; На практике проверено, что устройство нормально работает с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
Следует отметить, что железную стенку корпуса можно использовать непосредственно как теплоотвод тиристора.Тогда, однако, на корпусе будет отрицательный вывод устройства, что вообще нежелательно из-за угрозы случайного замыкания вывода плюсового провода на корпус. Если тиристор усилить через слюдяную подушку, угрозы короткого замыкания не будет, но теплоотдача от него ухудшится.
В приборе можно использовать готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с вторичным напряжением от 18 до 22 В.
Если у трансформатора вторичное напряжение более 18 В, резистор R5 следует заменить на другой, с наибольшим сопротивлением (например, при 24 * 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).
В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, либо имеется две однородные обмотки и напряжение каждой находится в заданных пределах, то выпрямитель лучше всего выполнять по обычной полуволновой схеме на 2 диода.
При напряжении вторичной обмотки 28 * 36 В можно полностью отказаться от выпрямителя — его роль одновременно будет выполнять тиристор VS1 (выпрямление наполовину полное). Для этого варианта блок питания необходимо между резистором R5 и плюсовым проводом подключить развязывающий диод KD105B или D226 с любым буквенным индексом (катод к резистору R5).Выбор тиристора в такой схеме станет ограниченным — подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).
Для описываемого устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. 3 его вторичные обмотки должны быть соединены последовательно, при этом они способны давать ток до 8 А.
Все части устройства, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 + выпрямителя VD4, переменного резистора R1, предохранителя FU1 и тиристора. VS1, установленный на печатной плате из фольгированного стеклопластика 1.Толщиной 5 мм.
Чертеж платы представлен в журнале радио № 11 за 2001 год.

Потребность в подзарядке машинного аккумулятора возникает у наших соотечественников регулярно. Кто-то делает это из-за разряда батареи, кто-то в рамках обслуживания. В любом случае наличие зарядного устройства (зарядного устройства) значительно облегчает эту задачу. Подробнее о том, что такое тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и как сделать такое устройство по схеме — читайте ниже.

Описание тиристорной памяти

Зарядное устройство с тиристором — устройство с электронным управлением зарядным током.Такие устройства выполнены на базе тиристорного регулятора мощности, который является фазоимпульсным. Дефицитных комплектующих в устройстве этого типа памяти нет, и если все его детали целы, то после изготовления его даже не придется регулировать.

С помощью такой памяти можно заряжать аккумулятор автомобиля током от нуля до десяти ампер. Кроме того, его можно использовать как регулируемый источник питания для определенных устройств, например, паяльника, переносной лампы и т. Д.По своей форме зарядный ток очень похож на импульсный, а последний, в свою очередь, позволяет продлить срок службы аккумулятора. Использование тиристорной памяти допускается в диапазоне температур от -35 до +35 градусов.

Схема

Если вы решили построить собственную тиристорную память, то можно применить множество различных схем. Рассмотрим описание на примере схемы 1. В этом случае питание тиристорного зарядного устройства осуществляется от обмотки 2 трансформаторной сборки через диодный мост VDI + VD4.Управляющий элемент выполнен в виде аналога однопереходного транзистора. В этом случае с помощью элемента переменного резистора можно регулировать время, в течение которого будет осуществляться заряд конденсаторной составляющей С2. Если положение этой детали крайнее правое, то индикатор зарядного тока будет самым большим, и наоборот. Благодаря диоду VD5 цепь управления тиристором VS1 защищена.

Плюсы и минусы

Главное достоинство такого устройства — качественная зарядка током, которая не разрушит, а увеличит срок службы аккумулятора в целом.

При необходимости память может быть дополнена всевозможными элементами автоматики, рассчитанными на такие варианты:

  • устройство может отключаться в автоматическом режиме по окончании зарядки;
  • поддержание оптимального напряжения АКБ при длительном хранении без эксплуатации;
  • Еще одна функция, которую можно рассматривать как преимущество, заключается в том, что тиристорное зарядное устройство может информировать автовладельца о том, правильно ли он подключил полярность аккумулятора, а это очень важно при зарядке;
  • также в случае добавления дополнительных компонентов может быть реализовано еще одно преимущество — защита узла от выходных коротких замыканий (автор видео — канал Blaze Electronics).

Что касается непосредственно недостатков, к ним можно отнести колебания зарядного тока, если напряжение в бытовой сети нестабильно. Кроме того, как и другие тиристорные контроллеры, такое запоминающее устройство может создавать определенные помехи при передаче сигналов. Чтобы этого не произошло, при изготовлении памяти необходимо дополнительно устанавливать LC-фильтр. Такие фильтрующие элементы, например, используются в сетевых источниках питания.

Как самому сделать на память?

Если говорить об изготовлении памяти своими руками, то рассмотрим этот процесс на примере схемы 2.В этом случае тиристорное управление осуществляется фазовым сдвигом. Мы не будем описывать весь процесс, так как он индивидуален в каждом случае, в зависимости от добавления дополнительных компонентов в дизайн. Ниже мы рассмотрим основные нюансы, которые следует учитывать.

В нашем случае устройство собрано на обычном оргалите, в том числе конденсатор:

  1. Диодные элементы, обозначенные на схеме как VD1 и VD 2, а также тиристоры VS1 и VS2, должны быть установлены на радиаторе, установка последних допускается на общем радиаторе.
  2. Элементы сопротивления R2, ​​а также R5 следует использовать не менее 2 Вт каждый.
  3. Что касается трансформатора, то его можно купить в магазине или взять с паяльной станции (качественные трансформаторы можно найти в старых советских паяльниках). Можно перемотать вторичный провод на новый участок примерно 1,8 мм на 14 вольт. В принципе, можно использовать и более тонкие провода, так как такой мощности будет достаточно.
  4. Когда все элементы находятся в ваших руках, всю конструкцию можно установить в одном корпусе.Например, для этого можно взять старый осциллограф. В этом случае мы не будем давать никаких рекомендаций, так как корпус — личное дело каждого.
  5. После того, как зарядное устройство будет готово, необходимо проверить его работоспособность. Если вы сомневаетесь в качестве сборки, то мы бы порекомендовали провести диагностику устройства на более старом аккумуляторе, в случае чего было бы не жалко его выбросить. Но если вы все сделали правильно, в соответствии со схемой, то проблем в плане эксплуатации возникнуть не должно.Отметим также, что производимую память не нужно настраивать, она изначально должна работать правильно.

Видео «Простая тиристорная память своими руками»

Как сделать простую тиристорную память своими руками — посмотрите видео ниже (автор видео — канал Blaze Electronics).

Устройство с электронным контролем зарядного тока создано на основе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности. Он не содержит дефицитных деталей, с заведомо хорошими элементами не требует регулировки.

Зарядное устройство позволяет заряжать автомобильные аккумуляторы 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, что, как считается, продлевает срок службы батареи. Работоспособен при температуре окружающей среды от — 35 ° С до + 35 ° С.

Схема устройства представлена ​​на рис. 2.60.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диод moctVDI + VD4.

Блок управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается перед переключением однопереходного транзистора, может регулироваться переменным резистором R1. При крайнем правом положении его двигателя по схеме зарядный ток будет максимальным, и наоборот.

Диод VD5 защищает цепь управления тиристором VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.


В будущем зарядное устройство может быть дополнено различными автоматами (отключение по окончании зарядки, поддержание нормального напряжения АКБ при длительном хранении, сигнализация правильной полярности подключения АКБ, защита от коротких замыканий на выходе и т. Д.) .

К недостаткам устройства можно отнести колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электросети.

Как и все аналогичные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство мешает радиоприему.Для борьбы с ними следует предусмотреть линейный LC-фильтр, аналогичный тому, который используется в импульсных сетевых источниках питания.

Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или. К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.

Транзистор КТ361А заменяем на КТ361Б — КТ361ё, КТ3107L, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — КТ50ИК, а КТ315L — на КТ315Б + КТ315D КТ312Б, КТ3102L, К10D5105D510D5103D. D226 с любым буквенным индексом.

Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.

Амперметр РА1 — любой постоянного тока с шкалой 10 А.Его можно сделать самостоятельно от любого миллиамперметра, сняв шунт по модельному амперметру.

Предохранитель F1 является предохранителем, но удобно использовать автоматический выключатель на 10 А или биметаллический автомобиль с таким же током.

Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на постоянный ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).

Выпрямительные диоды и тиристор устанавливаются на радиаторах, полезной площадью каждый около 100 см2.Для улучшения теплового контакта устройств с радиаторами желательно использовать теплопроводящие пасты.

Вместо тиристора. КУ202В подходят КУ202Г — КУ202Э; На практике проверено, что устройство нормально работает с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.

Следует отметить, что допустимо использовать непосредственно металлическую стенку корпуса в качестве радиатора тиристора. Тогда, однако, на корпусе будет отрицательный вывод устройства, что вообще нежелательно из-за опасности случайного замыкания выводного плюсового провода на корпус.Если установить тиристор через слюдяную подушку, опасности короткого замыкания не будет, но теплоотдача от него ухудшится.

В устройстве можно использовать готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.

Если трансформатор имеет напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить на другой, более высокого сопротивления (например, при 24 … 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, либо имеется две идентичные обмотки и напряжение каждой находится в заданных пределах, то выпрямитель лучше всего выполнять по стандартной полуволновой схеме. с двумя диодами.

При напряжении вторичной обмотки 28 … 36 В можно полностью отказаться от выпрямителя — его роль будет одновременно выполнять тиристор VS1 (выпрямление — полуволна). Для этого варианта блока питания необходимо между резистором R5 и плюсовым проводом включить развязывающий диод KD105B или D226 с любым буквенным индексом (от катода к резистору R5).Выбор тиристора в такой схеме будет ограничен — подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).

:

Более современная конструкция несколько проще в изготовлении и настройке и содержит доступный силовой трансформатор с одной вторичной обмоткой, а характеристики регулировки выше, чем у предыдущей схемы.

Предлагаемое устройство имеет стабильную плавную регулировку действующего значения выходного тока в диапазоне 0.1 … 6А, что позволяет заряжать любые аккумуляторы, а не только автомобильные. При зарядке маломощных аккумуляторов желательно последовательно включать балластный резистор сопротивлением несколько Ом или дроссель последовательно. пиковое значение зарядного тока может быть довольно большим из-за особенностей тиристорных регуляторов. Для снижения пикового значения зарядного тока в таких схемах обычно используются силовые трансформаторы с ограниченной мощностью, не превышающей 80 — 100 Вт, и с плавной нагрузочной характеристикой, что исключает необходимость в дополнительном балластном сопротивлении или дросселе.Особенностью предложенной схемы является необычное использование широко распространенной микросхемы TL494 (KIA494, K1114UE4). Задающий генератор микросхемы работает на низкой частоте и синхронизируется с полуволнами сетевого напряжения с помощью узла на оптопаре U1 и транзисторе VT1, что позволило использовать микросхему TL494 для фазового регулирования выходного тока. Микросхема содержит два компаратора, один из которых используется для управления выходным током, а второй используется для ограничения выходного напряжения, что позволяет отключать ток зарядки при достижении аккумулятором полного напряжения заряда (для автомобильных аккумуляторов Umax \ u003d 14.8 В). На ОУ DA2 собрана сборка шунтирующего усилителя напряжения для возможности регулирования зарядного тока. Если вы используете шунт R14 с другим сопротивлением, вам нужно будет выбрать резистор R15. Сопротивление должно быть таким, чтобы при максимальном выходном токе не наблюдалось насыщения выходного каскада ОУ. Чем больше сопротивление R15, тем ниже минимальный выходной ток, но максимальный ток уменьшается из-за насыщения операционного усилителя. Резистор R10 ограничивает верхний предел выходного тока.Основная часть схемы собрана на печатной плате размером 85 х 30 мм (см. Рисунок).

Конденсатор C7 припаян непосредственно к печатным проводникам. Чертеж печатной платы в натуральную величину.

В качестве измерительного прибора использовался микроамперметр с самодельной шкалой, калибровка показаний которого осуществляется резисторами R16 и R19. Вы можете использовать цифровой измеритель тока и напряжения, как показано на схеме зарядного устройства с цифровым дисплеем.Следует иметь в виду, что измерение выходного тока таким устройством производится с большой погрешностью из-за его импульсного характера, но в большинстве случаев это несущественно. В схеме можно использовать любые доступные транзисторные оптопары, например АОТ127, АОТ128. Операционный усилитель DA2 можно заменить практически любым доступным операционным усилителем, а конденсатор C6 можно исключить, если операционный усилитель имеет внутреннюю частотную коррекцию. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315 или любой маломощный.В качестве VT2 можно использовать транзисторы КТ814 В, Г; КТ817В, Г и другие. В качестве тиристора ВС1 могут быть использованы любые доступные с подходящими техническими характеристиками, например отечественные КУ202, импортные 2Н6504 … 09, С122 (А1) и другие. Диодный мост VD7 можно собрать из любых доступных силовых диодов с подходящими характеристиками.

На втором рисунке показана внешняя принципиальная схема печатной платы. Наладка устройства сводится к подбору сопротивления R15 под конкретный шунт, в качестве которого можно использовать любые проволочные резисторы с сопротивлением 0.02 … 0,2 Ом, мощности которого достаточно для длительного протекания тока до 6 А. После настройки схемы подбираются R16, R19 под конкретный измерительный прибор и шкалу.

Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) | Тиристоры

Диоды Шокли и выпрямители с кремниевым управлением (SCR)

Диоды Шокли

— любопытные устройства, но их применение весьма ограничено. Однако их полезность можно расширить, оснастив их другим средством фиксации. При этом каждое из них становится настоящим усилительным устройством (хотя бы в режиме включения / выключения), и мы называем их кремниевыми выпрямителями или тиристорами.

Переход от диода Шокли к SCR достигается одним небольшим дополнением, фактически не более чем подключением третьего провода к существующей структуре PNPN: (рисунок ниже)

Кремниевый выпрямитель (SCR)

SCR Проводимость

Если затвор SCR остается плавающим (отключенным), он ведет себя точно так же, как диод Шокли. Он может фиксироваться напряжением размыкания или превышением критической скорости нарастания напряжения между анодом и катодом, как и в случае диода Шокли.Отключение достигается за счет уменьшения тока до тех пор, пока один или оба внутренних транзистора не перейдут в режим отсечки, также как диод Шокли. Однако, поскольку вывод затвора подключается непосредственно к базе нижнего транзистора, его можно использовать в качестве альтернативного средства для фиксации тринистора. При приложении небольшого напряжения между затвором и катодом нижний транзистор будет принудительно включаться результирующим током базы, что приведет к тому, что верхний транзистор будет проводить ток, который затем подает ток на базу нижнего транзистора, так что его больше не нужно активировать. напряжением затвора.Необходимый ток затвора для инициирования фиксации, конечно, будет намного ниже, чем ток через SCR от катода к аноду, поэтому SCR действительно обеспечивает некоторое усиление.

Срабатывание / срабатывание

Этот метод обеспечения проводимости SCR называется запуском или срабатыванием, и это, безусловно, наиболее распространенный способ фиксации SCR на практике. Фактически, тиристоры обычно выбираются так, чтобы их напряжение переключения намного превышало максимальное напряжение, которое ожидается от источника питания, поэтому его можно включить только преднамеренным импульсом напряжения, приложенным к затвору.

Обратное срабатывание

Следует отметить, что тиристоры иногда могут отключаться путем прямого замыкания их выводов затвора и катода вместе или путем «обратного запуска» затвора отрицательным напряжением (относительно катода), так что нижний транзистор принудительно запускается. в отсечку. Я говорю, что это «иногда» возможно, потому что при этом весь ток коллектора верхнего транзистора шунтируется через базу нижнего транзистора. Этот ток может быть значительным, что в лучшем случае затрудняет триггерное отключение SCR.Вариант SCR, называемый тиристором с выключенным затвором, или GTO, упрощает эту задачу. Но даже с GTO ток затвора, необходимый для его выключения, может составлять до 20% от анодного (нагрузки) тока! Схематический символ GTO показан на следующем рисунке: (Рисунок ниже)

Тиристор выключения затвора (ГТО)

SCR против GTO

SCR и GTO имеют одинаковую эквивалентную схему (два транзистора, подключенных по принципу положительной обратной связи), единственные отличия заключаются в деталях конструкции, предназначенных для предоставления транзистору NPN большего β, чем PNP.Это позволяет меньшему току затвора (прямому или обратному) оказывать большую степень контроля над проводимостью от катода к аноду, при этом фиксированное состояние транзистора PNP в большей степени зависит от NPN, чем наоборот. Тиристор с выключенным затвором также известен под названием Gate-Controlled Switch, или GCS.

Проверка работоспособности тиристора с помощью омметра

Элементарный тест функции SCR или, по крайней мере, идентификация клеммы может быть выполнен с помощью омметра. Поскольку внутреннее соединение между затвором и катодом является одним PN-переходом, измеритель должен показывать непрерывность между этими выводами с помощью красного измерительного провода на затворе и черного измерительного провода на катоде следующим образом: (Рисунок ниже)

Элементарные испытания SCR

Все остальные измерения целостности, выполненные на SCR, будут показывать «разомкнут» («OL» на некоторых дисплеях цифровых мультиметров).Следует понимать, что этот тест является очень грубым и не представляет собой исчерпывающую оценку SCR. SCR может давать хорошие показания омметра и при этом оставаться неисправным. В конце концов, единственный способ проверить SCR — это подвергнуть его току нагрузки.

Если вы используете мультиметр с функцией «проверки диодов», полученное вами показание напряжения перехода затвор-катод может соответствовать или не соответствовать ожидаемому от кремниевого PN перехода (приблизительно 0,7 В).В некоторых случаях вы увидите гораздо более низкое напряжение перехода: всего сотые доли вольта. Это связано с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, встроенным в некоторые тиристоры. Этот резистор добавлен, чтобы сделать тиристор менее восприимчивым к ложному срабатыванию из-за паразитных скачков напряжения, «шума» цепи или статического электрического разряда. Другими словами, наличие резистора, подключенного через переход затвор-катод, требует подачи сильного пускового сигнала (значительного тока) для фиксации тринистора.Эта функция часто встречается в больших SCR, а не в маленьких SCR. Помните, что SCR с внутренним резистором, подключенным между затвором и катодом, будет указывать на непрерывность в обоих направлениях между этими двумя клеммами: (рисунок ниже)

Более крупные тиристоры имеют резистор между затвором и катодом.

SCR чувствительного затвора

«Нормальные» тиристоры без этого внутреннего резистора иногда называют чувствительными тиристорами затвора из-за их способности запускаться при малейшем положительном сигнале затвора.

Испытательная схема для SCR практична как диагностический инструмент для проверки подозреваемых SCR, а также является отличным помощником в понимании основных операций SCR. Источник постоянного напряжения используется для питания схемы, а два кнопочных переключателя используются для фиксации и разблокировки тиристора, соответственно: (рисунок ниже)

Схема тестирования SCR

При нажатии нормально разомкнутого кнопочного переключателя затвор соединяется с анодом, пропуская ток от положительной клеммы батареи, через нагрузочный резистор, через переключатель, через PN переход катод-затвор и обратно к батарее. .Этот ток затвора должен вынудить SCR зафиксироваться, позволяя току проходить напрямую от анода к катоду без дальнейшего запуска через затвор. Когда кнопка «Вкл.» Отпущена, нагрузка должна оставаться под напряжением.

Нажатие нормально замкнутого кнопочного переключателя «ВЫКЛ.» Разрывает цепь, заставляя ток через тиристор останавливаться, тем самым заставляя его отключиться (выпадение слабого тока).

Текущий ток

Если SCR не фиксируется, проблема может быть в нагрузке, а не в SCR.Определенная минимальная величина тока нагрузки требуется, чтобы удерживать тиристор во включенном состоянии. Этот минимальный уровень тока называется током удержания. Нагрузка со слишком большим значением сопротивления может не потреблять достаточно тока, чтобы удерживать тиристор в защелкивании, когда ток затвора прекращается, что создает ложное впечатление о плохом (нефиксируемом) тиристоре в тестовой цепи. Значения тока удержания для различных тиристоров должны быть доступны у производителей. Типичные значения удерживающего тока находятся в диапазоне от 1 мА до 50 мА или более для более крупных устройств.

Для того, чтобы тест был полностью исчерпывающим, необходимо протестировать не только запускающее действие. Предел прямого напряжения переключения SCR можно проверить, увеличив подачу постоянного напряжения (без нажатия кнопочного переключателя) до тех пор, пока SCR не защелкнется сам по себе. Помните, что испытание на отключение может потребовать очень высокого напряжения: многие силовые тиристоры имеют номинальное напряжение отключения 600 вольт или более! Кроме того, если доступен генератор импульсного напряжения, критическая скорость нарастания напряжения для SCR может быть проверена таким же образом: подвергнуть его импульсному напряжению питания с разной скоростью вольт / время без срабатывания кнопочных переключателей и посмотреть, когда он защелкнется.

В этой простой форме тестовая схема SCR может быть достаточной в качестве схемы управления пуском / остановом для двигателя постоянного тока, лампы или другой практической нагрузки: (рисунок ниже)

Цепь управления пуском / остановом двигателя постоянного тока

Цепь «лом»

Еще одно практическое применение SCR в цепи постоянного тока — это устройство лома для защиты от перенапряжения. Схема «лом» состоит из тиристора, размещенного параллельно с выходом источника питания постоянного тока, для прямого короткого замыкания на выходе этого источника, чтобы предотвратить попадание чрезмерного напряжения на нагрузку.Повреждение SCR и источника питания предотвращается разумным размещением предохранителя или значительным последовательным сопротивлением перед SCR для ограничения тока короткого замыкания: (рисунок ниже)

Цепь лома, используемая в источнике постоянного тока

Некоторые устройства или схемы, измеряющие выходное напряжение, будут подключены к затвору SCR, так что при возникновении состояния перенапряжения напряжение будет приложено между затвором и катодом, запустив SCR и заставив плавкий предохранитель перегореть.Эффект будет примерно таким же, как при падении прочного стального лома прямо на выходные клеммы источника питания, отсюда и название схемы.

Большинство приложений SCR предназначены для управления мощностью переменного тока, несмотря на то, что SCR по своей природе являются устройствами постоянного тока (однонаправленными). Если требуется двунаправленный ток в цепи, можно использовать несколько тиристоров, один или несколько тиристоров обращены в каждом направлении, чтобы обрабатывать ток через оба полупериода волны переменного тока. Основная причина, по которой тиристоры вообще используются для управления мощностью переменного тока, — это уникальная реакция тиристора на переменный ток.Как мы видели, тиратронная лампа (версия SCR с электронной лампой) и DIAC, гистерезисное устройство, срабатывающее во время части полупериода переменного тока, будут фиксироваться и оставаться включенными в течение оставшейся части полупериода до тех пор, пока переменный ток ток уменьшается до нуля, так как он должен начинать следующий полупериод. Непосредственно перед точкой перехода через ноль формы сигнала тока тиристор выключится из-за недостаточного тока (это поведение также известно как естественная коммутация), и его необходимо снова запустить во время следующего цикла.В результате ток в цепи эквивалентен «нарезанной» синусоидальной волне. Для обзора, вот график реакции DIAC на напряжение переменного тока, пик которого превышает напряжение отключения DIAC: (рисунок ниже)

Двунаправленный ответ DIAC

Для DIAC этот предел напряжения отключения был фиксированной величиной. С помощью SCR мы можем точно контролировать момент фиксации устройства, запуская логический элемент в любой момент времени на осциллограмме. Подключив подходящую схему управления к затвору SCR, мы можем «разрезать» синусоидальную волну в любой точке, чтобы обеспечить пропорциональное во времени управление мощностью нагрузки.

В качестве примера возьмем схему на рисунке ниже. Здесь SCR расположен в цепи для управления мощностью нагрузки от источника переменного тока.


SCR управление питанием переменного тока

Будучи однонаправленным (односторонним) устройством, в лучшем случае мы можем подавать на нагрузку только полуволновую мощность в полупериоде переменного тока, когда полярность напряжения питания положительная вверху и отрицательная внизу. Однако для демонстрации основной концепции пропорционального времени управления эта простая схема лучше, чем одна схема управления двухполупериодной мощностью (для которой потребовалось бы два SCR).

При отсутствии срабатывания затвора и напряжении источника переменного тока значительно ниже номинального напряжения отключения тиристора, тиристор никогда не включится. Подключение затвора SCR к аноду через стандартный выпрямительный диод (для предотвращения обратного тока через затвор в случае, если SCR содержит встроенный резистор затвор-катод), позволит запускать SCR почти сразу в начале каждый положительный полупериод: (рисунок ниже)

Затвор подключен напрямую к аноду через диод; почти полная полуволна тока через нагрузку.

Задержка срабатывания триггера SCR

Мы можем задержать срабатывание SCR, однако, добавив некоторое сопротивление в схему затвора, тем самым увеличив величину падения напряжения, требуемого до того, как достаточный ток затвора запустит SCR. Другими словами, если мы усложним прохождение тока через затвор, добавив сопротивление, напряжение переменного тока должно будет достичь более высокой точки в своем цикле, прежде чем ток затвора станет достаточным для включения SCR. Результат показан на рисунке ниже.

В цепь затвора вставлено сопротивление; менее полуволны тока через нагрузку.

Поскольку полусинусоидальная волна в большей степени прерывается задержкой срабатывания тринистора, нагрузка получает меньшую среднюю мощность (мощность доставляется в течение меньшего времени в течение цикла). Сделав резистор последовательного затвора переменным, мы можем отрегулировать пропорциональную во времени мощность: (рисунок ниже)

Увеличение сопротивления приводит к повышению порогового уровня, в результате чего на нагрузку подается меньшая мощность.Уменьшение сопротивления снижает пороговый уровень, в результате чего на нагрузку поступает больше мощности.

К сожалению, эта схема управления имеет существенное ограничение. При использовании сигнала источника переменного тока для нашего триггерного сигнала SCR мы ограничиваем управление первой половиной полупериода сигнала. Другими словами, мы не можем ждать, пока волна не достигнет пика, чтобы запустить SCR. Это означает, что мы можем уменьшить мощность только до точки, в которой SCR включается на самом пике волны: (Рисунок ниже)

Цепь при минимальной мощности

Дальнейшее повышение порога срабатывания триггера приведет к тому, что схема вообще не сработает, поскольку даже пика напряжения переменного тока не будет достаточно для срабатывания тринистора.В результате на нагрузку не подается питание.

Гениальное решение этой дилеммы управления заключается в добавлении в схему фазосдвигающего конденсатора: (рисунок ниже)

Добавление в схему фазовращающего конденсатора

Меньшая форма волны, показанная на графике, представляет собой напряжение на конденсаторе. Чтобы проиллюстрировать фазовый сдвиг, я предполагаю состояние максимального управляющего сопротивления, при котором тиристор не срабатывает вообще без тока нагрузки, за исключением того небольшого тока, который проходит через управляющий резистор и конденсатор.Это напряжение конденсатора будет сдвинуто по фазе от 0 ° до 90 °, отставая от формы сигнала переменного тока источника питания. Когда это сдвинутое по фазе напряжение достигает достаточно высокого уровня, срабатывает тиристор.

При достаточном напряжении на конденсаторе для периодического срабатывания тринистора, результирующая форма волны тока нагрузки будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже).

Сигнал со сдвигом фазы запускает SCR в проводимость.

Поскольку форма волны конденсатора все еще нарастает после того, как форма волны основной мощности переменного тока достигла своего пика, становится возможным запускать SCR на пороговом уровне за пределами этого пика, тем самым прерывая волну тока нагрузки дальше, чем это было возможно с более простой схемой.На самом деле форма волны напряжения конденсатора немного сложнее, чем то, что показано здесь, ее синусоидальная форма искажается каждый раз, когда тиристор срабатывает. Однако то, что я пытаюсь проиллюстрировать здесь, — это задержка срабатывания триггера, полученная с помощью фазосдвигающей RC-цепи; таким образом, упрощенная, неискаженная форма сигнала хорошо служит этой цели.

Запуск SCR сложными схемами

SCR также могут запускаться или «запускаться» более сложными схемами. В то время как ранее показанная схема достаточна для простого применения, такого как управление лампой, большие промышленные системы управления двигателями часто полагаются на более сложные методы запуска.Иногда импульсные трансформаторы используются для соединения цепи запуска с затвором и катодом тринистора, чтобы обеспечить электрическую изоляцию между цепями запуска и питания.

Трансформаторная связь триггерного сигнала обеспечивает изоляцию.

Когда несколько тиристоров используются для управления мощностью, их катоды часто не являются электрически общими, что затрудняет подключение одной цепи запуска ко всем тиристорам в равной степени. Примером этого является управляемый мостовой выпрямитель, показанный на рисунке ниже.

Управляемый мостовой выпрямитель

В любой схеме мостового выпрямителя выпрямительные диоды (в данном примере это выпрямительные тиристоры) должны проводить встречные пары. SCR1 и SCR3 должны запускаться одновременно, а SCR2 и SCR4 должны запускаться вместе как пара. Однако, как вы заметите, эти пары тиристоров не используют одни и те же катодные соединения, а это означает, что просто параллельное соединение их соответствующих затворов и подключение одного источника напряжения для запуска обоих не сработает: (рисунок ниже)

Эта стратегия не будет работать для запуска SCR2 и SCR4 как пары.

Несмотря на срабатывание источника напряжения показан, вызовет SCR4, это не будет вызывать scr2 должным образом, потому что два тиристор не имеет общую связь катода ссылку, что инициирующее напряжение. Однако импульсные трансформаторы, соединяющие два тиристорных затвора с общим источником пускового напряжения, будут работать: (рисунок ниже)

Трансформаторная муфта затворов позволяет срабатывать SCR2 и SCR4.

Имейте в виду, что эта схема показывает соединения затвора только для двух из четырех тиристоров.Импульсные трансформаторы и источники запуска для SCR1 и SCR3, а также детали самих источников импульсов для простоты опущены.

Управляемые мостовые выпрямители не ограничиваются однофазными конструкциями. В большинстве промышленных систем управления питание переменного тока доступно в трехфазной форме для максимальной эффективности, и полупроводниковые схемы управления построены для использования этого преимущества. Схема трехфазного управляемого выпрямителя, построенная на тиристорах, без показанных импульсных трансформаторов или схемы запуска, будет выглядеть, как показано на рисунке ниже.

Трехфазный мост SCR контроль нагрузки

ОБЗОР: Кремниевый выпрямитель, или SCR, по сути, представляет собой диод Шокли с добавленной дополнительной клеммой. Этот дополнительный вывод называется затвором, и он используется для запуска устройства в режим проводимости (защелкивания) путем приложения небольшого напряжения. Чтобы запустить или запустить SCR, необходимо приложить напряжение между затвором и катодом, положительное к затвору и отрицательное к катоду.

При тестировании SCR мгновенного соединения между затвором и анодом достаточно полярности, интенсивности и продолжительности для его запуска.SCR могут срабатывать при преднамеренном срабатывании вывода затвора, чрезмерном напряжении (пробое) между анодом и катодом или чрезмерной скорости нарастания напряжения между анодом и катодом. Тиристоры могут быть отключены анодным током, падающим ниже значения удерживающего тока (слаботочное выпадение) или «обратным зажиганием» затвора (подачей отрицательного напряжения на затвор). Обратное срабатывание только иногда эффективно и всегда связано с большим током затвора.

Вариант SCR, называемый тиристором с выключением затвора (GTO), специально разработан для отключения посредством обратного запуска.Даже в этом случае для обратного запуска требуется довольно большой ток: обычно 20% анодного тока. Клеммы SCR могут быть идентифицированы измерителем непрерывности: единственными двумя клеммами, показывающими какую-либо непрерывность между ними, должны быть затвор и катод. Выводы затвора и катода подключаются к PN-переходу внутри SCR, поэтому измеритель целостности цепи должен иметь диодоподобное показание между этими двумя выводами с красным (+) выводом на затворе и черным (-) выводом на катоде. Однако помните, что некоторые большие тиристоры имеют внутренний резистор, подключенный между затвором и катодом, что повлияет на любые показания непрерывности, снятые измерителем.

SCR

— настоящие выпрямители: они пропускают через них ток только в одном направлении. Это означает, что их нельзя использовать отдельно для управления двухполупериодным переменным током. Если диоды в цепи выпрямителя заменены на тиристоры, у вас есть задатки схемы управляемого выпрямителя, в соответствии с которой мощность постоянного тока на нагрузку может быть пропорциональной по времени за счет срабатывания тиристоров в разных точках формы волны переменного тока.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Электробезопасность электронных схем своими руками

Прочтите эту информацию — это может спасти вам жизнь!

Электробезопасность при создании электронных проектов своими руками

Электричество сетевого напряжения чрезвычайно опасно.Существует значительный риск смерти от поражения электрическим током, если электричество сетевого напряжения проходит через тело. Также может возникнуть риск пожара и взрыва, если электрический кабель не подключен правильно и неправильно подключен. Поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при использовании электросети или аналогичного устройства.

Есть много вещей, которые могут выйти из строя с электричеством с потенциально ужасными последствиями. Некоторые из них очевидны — НИКОГДА не используйте палец для проверки наличия сетевого напряжения! — но другие могут не быть такими, как радиаторы, подключенные к высоковольтному разъему симистора.Прочтите эту страницу полностью и убедитесь, что вы продумали все аспекты при разработке своей следующей схемы. В случае сомнений обратитесь за советом к квалифицированному специалисту. .

В этом разделе даются советы по электроснабжению от бытовой электросети и более низкому напряжению. Более высокие напряжения, такие как электрические подстанции и железнодорожные эстакады, гораздо опаснее. Никогда не приближайтесь к высоковольтным кабелям или к людям, пострадавшим от поражения электрическим током от очень высокого напряжения, если у вас нет подтверждения, что питание отключено.

Удар электрическим током

Наиболее очевидный риск поражения электрическим током при контакте с цепью под напряжением. Здесь через тело проходит электрический ток, что может привести к остановке работы сердца (остановка сердца).

Что такое опасное напряжение?

На самом деле важен ток, а не напряжение, но из-за сопротивления тела вы не можете получить опасный ток без достаточно высокого напряжения.Вы можете решить это самостоятельно, используя закон Ома, но важно помнить о принципах безопасности. Обычно относительно безопасно работать с напряжением ниже 50 В, но все, что выше, может быть опасным. .

Как правило, вы защищены от поражения электрическим током на большинстве электронных схем, работающих от бытовых аккумуляторов, включая автомобильные аккумуляторы на 12 В. Однако в вашем доме могут быть батареи, которые могут представлять реальную опасность, например, выход из ИБП (источника бесперебойного питания) для компьютера или если у вас есть домашняя энергетическая система, такая как солнечные батареи.

Даже если ваше оборудование рассчитано на работу при напряжении ниже опасного для поражения электрическим током, оно может представлять опасность ожогов, пожара или даже взрыва — так что продолжайте читать.

AC против DC

Возможно, вы слышали, как некоторые люди говорят, что переменный ток опаснее постоянного тока, или наоборот. Вместо того, чтобы вступать в слишком много споров по поводу одного и другого , как переменный, так и постоянный ток при высоком напряжении могут быть смертельными. . Считается, что переменный ток с большей вероятностью вызывает остановку сердца, прерывая электрические сигналы, управляющие сердцем, но постоянный ток может вызывать ожоги, и оба они все еще могут убивать, поэтому обсуждение различий довольно академично.Просто помните, что электричество может убить, если оно имеет достаточное напряжение и ток, будь то переменный или постоянный ток.

Ниже приведены способы снижения риска поражения электрическим током.

Избегайте подключения к электросети

Самый безопасный способ — полностью избегать использования сетевого напряжения в компьютерной цепи. Большинство электронных схем работают при низком напряжении и могут питаться от батарей или внешнего подключаемого трансформатора. Самый безопасный способ использовать трансформатор — использовать блок питания (например, адаптеры питания, обычно используемые с портативными компьютерами) или трансформатор (известный как настенная бородавка в США), например, те, которые используются для питания вашего мобильного телефона.Они преобразуют напряжение до безопасного напряжения, при котором будет работать электронная схема (например, от 6 В до 12 В для Arduino), и в большинстве случаев также преобразуют сигнал из переменного тока (который подается из сетевой розетки) в постоянный ток (используется для большинство электронных схем). Эти трансформаторы обычно имеют двойную изоляцию и не имеют высоковольтных частей, доступных пользователю. Убедитесь, что трансформатор соответствует типу цепи (например, номинальному напряжению и току) и источнику питания, к которому он подключается.

Вы все равно должны проверить трансформатор на предмет каких-либо физических повреждений, прежде чем подключать что-либо к электросети.

Если вам нужна большая мощность, внешний источник питания не всегда может быть вариантом, и в этом случае следует проявлять особую осторожность.

Изолируется от сети во время работы

Если вы когда-либо видели оборудование, на котором написано «высоковольтный, не снимайте крышку» или «отключите питание перед снятием крышки», тогда существует риск того, что внутри есть незащищенное сетевое напряжение.Если вы сняли крышку с сетевого электрического устройства, где это возможно, эту крышку следует зафиксировать на месте перед подключением к сети.

Заземление корпуса сетевого оборудования

Если вы используете в проекте сетевое напряжение, то обычно следует использовать металлический корпус и заземлять его. Для этого нужно взять провод от клеммы заземления и подключить его к открытой металлической части корпуса. Иногда в корпусе есть специальный разъем для заземления, но если его нет, то его можно подключить к металлическому винту, скрепляющему части корпуса вместе.Затем вам следует выполнить соответствующее тестирование, чтобы убедиться, что все металлические части / части корпуса должным образом заземлены.

Риск, связанный с сетевым напряжением, заключается в том, что находящееся под напряжением соединение (например, свободный провод) входит в контакт с металлическим корпусом, а затем кто-то касается корпуса, создавая путь для прохождения тока через человека на землю. Если это произойдет, это может представлять опасность для любого пользователя оборудования. Если корпус заземлен, то при контакте провода под напряжением с корпусом это обеспечит прямой путь к земле и сожжет предохранитель оборудования.Если вы обнаружите, что ваш предохранитель продолжает перегорать, проверьте, нет ли короткого замыкания на корпус. При использовании сетевого разъема для подачи электричества в корпус необходимо использовать 3-контактный разъем, такой как разъем IEC C13 (2-контактные разъемы не имеют заземления и поэтому не подходят). Всегда используйте предохранитель подходящего размера для оборудования (например, в вилке), чтобы гарантировать, что, если есть соединение с землей, плавкий предохранитель . Предохранитель может находиться внутри вилки (стандарт для вилок, используемых в Великобритании), или может использоваться комбинированный модуль разъема и предохранителя.

Альтернативой металлическому корпусу является использование корпуса с пластмассовой изоляцией, однако, если это необходимо, необходимо убедиться, что нет никаких незаземленных металлических соединений, идущих изнутри наружу корпуса, которые могут соприкоснуться. с сетевым напряжением. Сюда входят любые переключатели или любые винты, используемые для фиксации печатной платы и любых внешних разъемов. Этого сложно добиться в проектах DIY, поэтому я рекомендую использовать заземленный металлический корпус. На коммерческом электрическом оборудовании часто можно увидеть символ двойной изоляции, указывающий на то, что используется полная изоляция, а не заземление.

При использовании сетевого напряжения необходимо также убедиться, что невозможно соприкоснуться с какими-либо частями, находящимися под высоким напряжением, через корпус. Лучше всего этого добиться, убедившись, что в корпусе нет отверстий, но иногда необходимо сделать отверстия в корпусе для вентиляции. В этом случае следует использовать тест пальцем, чтобы убедиться, что палец, помещенный в отверстие, не может соприкоснуться с электричеством в сети. Очевидно, что если вы на самом деле это проверяете, вы должны делать это при отключенном электричестве.Также учтите, что у некоторых людей (особенно у детей) пальцы будут меньше.

Проверьте состояние любого оборудования и используйте изолированные провода.

Перед тем, как подключить какое-либо оборудование к сети, всегда проверяйте, чтобы оборудование не было видимых повреждений и не были повреждены провода. Это относится к любому электрическому оборудованию, сделанному дома или купленному, поскольку кабели со временем могут испортиться, особенно если они не хранятся должным образом.

Если вы проводите какие-либо испытания оборудования под напряжением (по возможности избегайте этого), убедитесь, что у вас есть надлежащим образом изолированные измерительные провода с достаточной изоляцией для испытываемого напряжения.Вы всегда должны проводить оценку рисков перед работой с оборудованием, находящимся под напряжением, и обеспечивать принятие соответствующих мер предосторожности для предотвращения травм, возникающих в результате любых выявленных рисков.

Изоляция сетевого напряжения и проверка после отключения питания

В электроприборах и самодельных проектах обычно довольно легко отключить питание, вынув вилку из розетки. В случае домашней электропроводки и оборудования, подключенного непосредственно к сети, например, охранной сигнализации, электрическая сеть может быть подключена непосредственно к оборудованию.В этом случае на стене, где они подключаются, обычно есть выключатель или панель с предохранителями, и оттуда должно быть отключено электричество.

Каждый раз, когда вы работаете с оборудованием, подключенным напрямую к электросети, которое должно быть отключено, всегда проверяйте, чтобы убедиться, что сетевое питание отключено, прежде чем приступить к работе. Для домашнего пользователя можно использовать бытовой детектор напряжения, но рекомендуется, чтобы он использовался только в качестве вторичного теста после того, как другие шаги по отключению источника питания уже были выполнены.Всегда следите за тем, чтобы тестер не был поврежден и был в хорошем рабочем состоянии, и следуйте инструкциям производителя. Если вы сомневаетесь в том, что источник питания изолирован, обратитесь за профессиональной консультацией. Если вы беретесь за это в рамках своей работы, то вы должны следовать руководству HSE, а не приведенному выше — см. Раздел «Электробезопасность на работе» и «Электрическое испытательное оборудование для использования электриками».

Самый распространенный тип отечественного электрического тестера имеет форму отвертки с неоновой подсветкой внутри ручки.Вы кладете кончик отвертки на контакт, который хотите проверить, и касаетесь металлической пластины на другом конце отвертки. Если тестер находится в контакте с сетевым напряжением, загорается неон. Всегда проверяйте заранее, чтобы тестер не был поврежден. Не используйте их как отвертку.

Другой вид отечественного электротестера выглядит как большой пластиковый карандаш с белым кончиком. Когда вы помещаете наконечник рядом с сетевым напряжением, наконечник загорается красным. В некотором смысле это лучше, поскольку вам не нужно напрямую физически контактировать с электросетью, но есть и обратная сторона.Карандаш питается от батареи, и если батарея разряжена, ничто не указывает на наличие напряжения в сети. Поэтому перед использованием тестера сети с питанием от батареи проверьте его на соответствие с известным источником напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно. Вы можете сделать это, поместив тестер напротив правой стороны вилки сетевого шнура при подключении к источнику питания. Для проведения этого теста нет необходимости открывать вилку или обнажать какие-либо токоведущие части.

Это руководство предназначено только для занятий дома / хобби.Эти тестеры следует использовать после всех усилий по отключению питания. Эти тестеры не подходят для использования в рабочей среде — см. Руководство HSE — Электрическое испытательное оборудование для использования электриками.

Используйте УЗО

УЗО (устройства остаточного тока) и могут обеспечить элемент защиты от поражения электрическим током путем отключения питания при обнаружении неисправности или при поражении электрическим током. УЗО теперь включены в домашнюю электропроводку в Великобритании, но многие дома были построены до того, как это постановление вступило в силу.

Иногда их называют RCCB (автоматические выключатели остаточного тока) или ELCB (автоматические выключатели утечки на землю).

Также можно купить сменные переходники УЗО. Вы подключаете их к сетевой розетке, а затем подключаете оборудование с питанием от сети к адаптеру, или вы можете получить те, которые заменяют вилку на вашем оборудовании. Если у вас есть собственная лаборатория / сарай / домашний офис, который вы используете для электромонтажных работ, то может быть хорошей идеей использовать их на всех розетках в этой комнате, но как минимум я бы рекомендовал использовать одну, когда вы впервые подключаете свой цепи к сети или при выполнении любых испытаний под напряжением.

Изучите первую помощь и напарник

Если вы работаете с сетевым напряжением, поблизости должен быть кто-то, кто знает, что вы делаете, чтобы помочь, если кто-то пойдет не так. По крайней мере, они могут отключить питание и набрать 999 (112 в Европе / 911 в США / 000 в Австралии), чтобы вызвать скорую помощь. Я также рекомендую вам и вашему другу научиться первой помощи. См. Страницу обучения на веб-сайте викторины по оказанию первой помощи для получения контактных данных организаций, обучающих оказанию первой помощи.

Если вы когда-нибудь встретите кого-то, кто пострадал от поражения электрическим током и все еще подключен к источнику питания, не прикасайтесь к нему напрямую, так как вы также можете получить от него электрический ток. По возможности следует отключить электропитание (вынуть вилку из розетки или выключить оборудование). Если невозможно отключить источник питания, оттолкните человека от источника питания, используя изолирующий материал, например, сухую деревянную или пластиковую ручку метлы.

Остерегайтесь активных радиаторов

Мы рассмотрели очевидные вещи выше, но вам также необходимо принять во внимание любые компоненты, которые могут проводить электричество от сети, и любые особые функции безопасности.Например, симистор — это устройство, которое часто используется для переключения электрических токов в сети. Как и любой полупроводник, эти устройства выделяют тепло, а при переключении больших нагрузок это может привести к большому нагреву. Чтобы отвести это тепло и предотвратить перегрев симистора, часто используется радиатор. Корпус симистора подключается к радиатору. В некоторых симисторах соединение радиатора подключается к одному из сетевых зажимов, а в других — соединение изолировано от сетевого напряжения.Обычным симистором является симистор BTA08-600, в котором соединение радиатора изолировано от сетевого напряжения, но почти идентичный BTB08-600 не изолирован. Вы можете задаться вопросом, зачем возиться с неизолированной версией, но тепловые характеристики неизолированной намного лучше, следовательно, требуется меньший радиатор. Для хобби-электроники я рекомендую всегда брать изолированные (которые в любом случае более доступны), чтобы радиатор никогда не работал. Я даже использую изолированные симисторы в цепях низкого напряжения, поскольку это снижает риск того, что вы можете повторно использовать оставшийся симистор в своем следующем проекте, который может использовать сетевое напряжение.

Если вы когда-нибудь обнаружите, что работаете с оборудованием, разработанным кем-то другим, никогда не предполагайте, что они используют изолированные компоненты, и всегда предполагайте, что любой компонент может быть под напряжением, пока не будет доказано обратное.

Тестирование портативных устройств (PAT)

Тестирование портативных устройств — это способ тестирования электрического оборудования, чтобы убедиться, что оно безопасно в использовании. Он включает в себя физическую проверку на наличие видимых повреждений, а также некоторые тесты, чтобы убедиться, что оборудование должным образом заземлено и изолировано.Это делается либо с помощью специального тестера PAT, либо с помощью тестера изоляции. К сожалению, стоимость испытательного оборудования PAT делает это очень трудным для электронщиков, увлеченных своими делами, для проведения испытаний самостоятельно, но вы можете найти местного электрика, который сможет проверить это оборудование за вас.

Опасность пожара и взрыва

Убийство электрическим током — не единственный способ, которым вы можете пострадать из-за неправильного использования электричества. Возгорание может быть столь же опасным и может произойти при гораздо более низком напряжении, чем поражение электрическим током.Опять же, это высокий риск для сетевого электричества, но вы также должны учитывать это при работе с системами с более низким напряжением, такими как автомобильные или развлекательные аккумуляторы или низковольтное освещение, все из которых способны обеспечивать очень высокие токи. Возгорание может быть вызвано перегревом из-за перегрузки штепсельной розетки или слишком сильным током, протекающим через определенный компонент или провод.

Используйте правильный предохранитель

Важным шагом на пути к защите от пожара является использование предохранителя правильного размера.В самодельных проектах следует выбирать предохранитель, который указан выше, но как можно ближе к максимальному току, который будет потреблять цепь.

Другой фактор, контролируемый проектировщиком схемы, — это обеспечение того, чтобы все компоненты и кабели были рассчитаны в пределах, превышающих максимальный ток, потребляемый схемой. Это не должно быть проблемой для слаботочных сигналов в типичной цепи, но это необходимо учитывать при переключении больших нагрузок, таких как освещение, двигатели и т. Д.

Также убедитесь, что все горячие предметы хранятся вдали от легковоспламеняющихся материалов. Одним из примеров является обеспечение того, чтобы осветительные приборы не соприкасались напрямую с занавесками, которые иногда могут выдуть сквозняком через открытое окно.

Бернс

Очевидно, что существует риск ожога во время пайки, но существует также риск прикосновения к компоненту после того, как он нагрелся. Светильники хорошо известны своим нагревом, но другие компоненты, такие как тиристоры и симисторы, которые переключают большие нагрузки, также могут вызвать ожоги при прикосновении.

Опасные инструменты

Всегда читайте предупреждающие инструкции, прилагаемые к инструментам. Я особенно думаю о металлообрабатывающих инструментах, используемых при создании дома для вашего нового творения, но вы также можете использовать электроинструменты в самой цепи, такие как вращающиеся инструменты и тепловые пушки, используемые с термоусадочной изоляцией.

Помните, что предупреждения не зря. Возможно, вы просверлили сотни отверстий с помощью электродрели, но первый металлический осколок в глазу может необратимо повредить ваше зрение.Всегда надевайте защитные очки / перчатки там, где это указано в инструкции.

Опасные химические вещества

Если вы собираетесь изготавливать свои собственные печатные платы, то существуют опасные химические вещества, с которыми необходимо обращаться осторожно, а также утилизировать безопасным способом, чтобы не нанести вред местной дикой природе. Всегда читайте инструкции, прилагаемые к вашим химическим веществам, и обращайтесь к своему поставщику, если у вас есть какие-либо сомнения относительно рисков и способов их надлежащей утилизации.

Есть еще

Это руководство должно дать вам хорошее начало, но могут быть и другие вещи, которые я пропустил, или различия с различными электрическими системами в других странах. Если вы считаете, что нужно добавить что-нибудь еще, дайте мне знать.

HSE устанавливает правовые рамки для тех, кто работает с электричеством на работе, что также полезно для всех, кто занимается этим для хобби. См. Разделы «Электробезопасность и вы» и «Часто задаваемые вопросы по HSE по электричеству».

Вам также следует следовать советам на следующих веб-сайтах:

25 DIY любительских электронных схем для сборки — от Bright Hub Engineering

Прежде чем вы действительно начнете создавать различные интересные устройства, перечисленные в следующих разделах, вы можете прочитать «Что вам нужно знать для создания наших электронных схем в Bright Hub Engineering».«Это даст вам базовые знания в теории и аппаратных аспектах общих используемых электронных компонентов… и их характеристик распиновки. Информация очень поможет вам действовать систематически при выполнении любого из следующих проектов.

Начало работы — увлекательные светодиодные проекты своими руками

В электронике схему светодиодов, вероятно, проще всего сконфигурировать, но все же интересно построить и использовать. Когда эти устройства были впервые изобретены, результаты были не такими впечатляющими.Однако они быстро развивались, и сегодня они доступны во всех формах, размерах и спецификациях.

Главной особенностью светодиодов является их способность производить значительное освещение, используя незначительное количество энергии. Достаточно всего лишь 4 В и 20 мА, чтобы зажечь их, независимо от типа или цвета.

В статьях, представленных ниже, вы найдете полные инструкции по безопасному обращению со светодиодами и их конфигурированию во множество различных интересных схем. Мы начнем с обзора, который расскажет вам все, что вам нужно знать о правилах и формулах, необходимых для реализации правильной и безопасной установки светодиодной проводки.В последующих статьях вы совершите экскурсию, где сможете увидеть множество интересных схем светодиодов, которые можно использовать для украшения вашего дома, игрушек, фоторамок, рождественских елок, транспортных средств и т. Д. Более серьезные проекты светодиодов, которые перечислены в списке в более поздней части поможет вам построить полезные схемы, такие как аварийное освещение, электронное ламповое освещение, автомобильное освещение на крыше и т. д.

Сколько схем можно построить, используя пару обычных транзисторов?

Транзисторы можно считать ключевым компонентом электроники.Это основные строительные блоки, без которых невозможно построить даже самые сложные микросхемы. Для начинающего любителя электроники будет приятно узнать, что действительно можно создать много интересных схем, используя всего пару транзисторов и несколько других пассивных электронных компонентов. Транзисторы работают как усилители сигналов, процессоры сигналов, компараторы напряжения, индикаторы напряжения, мониторы, генераторы сигналов, генераторы, релейные драйверы, прецизионные выпрямители, таймеры, усилители напряжения, датчики напряжения, тепловые датчики и множество других полезных функций в ценных схемных решениях. .

Как это можно сделать? Изучите построение вышеупомянутых электронных схем простым пошаговым способом в следующих статьях.

Простые схемы IC 555 и IC 741 специально для вас

IC 555 и IC 741 являются членами семейства электронных устройств, которые действительно популярны среди любителей электроники всех возрастов. Это связано с тем, что эти устройства универсальны, дешевы, легкодоступны, надежны и поддерживают практически все виды схемотехнических приложений. В приведенных ниже статьях представлено много интересных схем для хобби, которые были специально разработаны и составлены с учетом потребностей любителей и школьников.

Полезные схемы контроллера / индикатора уровня воды

Сегодня в большинстве домов и построек во многих странах водоснабжение является одним из основных инженерных коммуникаций. Когда дело доходит до воды, резервуары для хранения очень важны, поскольку без них невозможно обеспечить круглосуточную подачу воды в наши дома.

Однако резервуары для воды, которые установлены в наших домах, имеют плохую привычку часто переполняться, вызывая либо некоторый ущерб окружающим материалам, либо просто расход драгоценной питьевой воды.В некоторых странах добыча пресной воды обходится дорого, и поэтому без надобности ее трата будет нецелесообразно.

Регулятор уровня воды — устройство, которое напрямую помогает устранить эту проблему. Его можно использовать для автоматического определения и включения водяного насоса, когда уровень воды в резервуаре падает ниже определенного минимального уровня, и выключения насоса, когда уровень достигает края резервуара, тем самым предотвращая переполнение резервуара. и переливается.

Другая важная версия не включает переключение насоса; скорее, он предоставляет пользователю визуальную или звуковую индикацию уровня воды в резервуаре и, таким образом, держит пользователя в курсе критических ситуаций.Хотя устройства могут выглядеть сложными, сделать их дома очень просто. Принципиальные схемы некоторых полезных устройств для контроля уровня воды перечислены ниже:

Производство электроэнергии с помощью возобновляемых источников энергии — некоторые обучающие эксперименты

В сценарии, когда ископаемое топливо «вымирает» с течением времени, возобновляемые методы производства электроэнергии показали, что это луч надежды на решение ситуации.

Беглый взгляд вокруг может показать нам щедрую и бесплатную энергию, которую Мать Природа дает нам.Однако только недавно ученые и инженеры начали серьезно относиться к этой проблеме и разрабатывать оборудование и системы для получения этой награды. Хотя используемые методы могут показаться слишком сложными и массивными, небольшие прототипы могут быть созданы дома для экспериментов. Поскольку они могут стать единственным источником энергии в ближайшие годы, схемы, представленные здесь, вполне могут стать ступеньками для повышения эффективности методов, а также для воспитания молодых ученых.

В следующих статьях мы узнаем о некоторых инновационных способах производства электроэнергии с помощью солнечных батарей, ветряных мельниц, приливов в морской воде, тепла и т. Д.

Сборник схем зарядного устройства батареи

Хотя описанные выше методы производства электроэнергии могут показаться многообещающими, вырабатываемая мощность является мгновенной и поэтому должна использоваться по мере того, как она генерируется. Единственный практичный и эффективный способ их хранения — подсоединить источник к заряжаемой батарее.

Батареи — вероятно, самый известный на сегодняшний день способ хранения электричества. Накопленная энергия может быть использована по желанию, когда это необходимо; кроме того, они портативны и достаточно эффективны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *