Зарядное устройство на транзисторном ключе

Зарядное устройство на транзисторном ключе

Зарядные устройства выполненные по схеме: трансформатор, диодный мост, аккумулятор — позволяет проводить только зарядку аккумулятора, без возможности восстановления застарелой крупнокристаллической сульфатации. Аккумулятор приходится преждевременно заменять.
Причина выхода из строя кроется в источниках зарядного тока, которые вырабатывают постоянный зарядный ток с напряжением, ненамного превышающим напряжение аккумулятора и невозможностью десульфатации.

Характеристики зарядного устройства:
Напряжение сети 220В
Ток заряда средний 0,5- 5 Ампер
Ток заряда амплитудный 20 Ампер
Напряжение аккумулятора 12.8 Вольта
Напряжение десульфатации 24-27 Вольт
Время восстановления 4-6 часов
Ёмкость аккумулятора 4- 60 А/час
Время положительного импульса 1-3мс

Зарядка повышенным напряжением зарядного тока приводит к интенсивному кипению электролита, выделению взрывоопасной сероводородной смеси, нагреву аккумулятора выше допустимых пределов, осыпанию активной массы и как следствие большим утечкам тока, ускоренному саморазряду.

Обеспечить качественную зарядку с полным отсутствием отрицательных факторов, при повышенном напряжении заряда, позволяет импульсный режим заряда — снижается время и энергия расходуемая в процессе восстановления рабочего состояния, отсутствует нагрев, кипение электролита, выделение кислорода и водорода — продляется срок эксплуатации.

Импульсный ключ коммутирует большой, по амплитуде, зарядный ток в режиме, когда его среднее значение не превышает рекомендованные изготовителем значения.

Время заряда минимально и не превышает 1: 4 величины времени полной коммутации.

Энергетические показатели такого режима заряда аккумуляторов в сравнении с зарядом постоянным током представлены в таблице №1.

Характеристика

Зарядка постоянным током

Импульсный ток

U- напряжение заряда

P-мощность импульса UI

Расчеты показывают, что по выделению тепла и расходу электроэнергии показатели одинаковые при разных характеристиках заряда.

Мощность импульса тока во втором режиме восстановления очень велика, но это пиковое значение импульса, мощность величиной почти в половину киловатта, просто необходима для расплавления кристалла сульфата свинца в аморфное состояние.

Диагностика технического состояния аккумулятора в процессе импульсного восстановления указывает на интенсивное снижение внутреннего сопротивления и роста ёмкости до паспортного значения за короткое время.

Форма импульсного зарядного тока формируется электронной схемой состоящей из: генератора импульсов на микросхеме DA1 аналогового таймера; транзисторным ключом VT1 и сетевым блоком питания на трансформаторе Т1 с накопительным конденсатором С4.

Частота и скважность импульсов генератора зависит от значения номиналов резисторов R1,R2, и конденсатора С1, частота определена резистором R1, а скважность устанавливается переменным резистором R2.

Время зарядного импульса Т1=0,639(R1 +R2)C1 больше времени перерыва Т2=0,639 (R2+R3)C1.

Микросхема DA1 питается от источника тока через интегральный стабилизатор на микросхеме DA2.
Импульсы положительной полярности с выхода 3 микросхемы DA1 через резистор R6 поступают на базу транзисторного ключа VT1.

Индикатор на светодиоде HL1 указывает на рабочее состояние таймера и наличие последовательных импульсов на выходе 3DA1.
Аккумулятор GB1 подключен к коллектору транзистора и плюсу питания. При поступлении положительного импульса транзистор VT1 открывается и кратковременно подает ток зарядки в аккумулятор GB1.

Амперметр РА1 в цепи эмиттера транзистора VT1 позволяет визуально задать ток заряда в зависимости от ёмкости аккумулятора.

В аварийном режиме с амперметра снимается небольшое падение напряжения, достаточное для работы гальванического светового индикатора перегрузки HL3. Резистором R2 выставляется среднее значение тока заряда аккумулятора. Конденсаторы С2,С3,С4,C5,C6,C7 снижают броски сетевых помех, которые могут повлиять на стабильность работы схемы.

Светодиод HL2 является индикатором полярности подключения аккумулятора GB1, при неверной полярности горит индикатор красного свечения, верной — зелёного.
Источник питания состоит из трансформатора T1 с цепями защиты FU1 и коммутации SA1. Вторичная цепь подключена через диодный мост VD2 к схеме электронного коммутатора.

Трансформатор типовой на напряжение 2*12 Вольт и ток до трёх ампер типа ТН, ТПП.
На плате печатного монтажа установлены все радиодетали кроме силового трансформатора, резистора R2 регулировки тока, светодиодов HL1,HL2,HL3,они установлены на передней панели.

Отверстия для подключения соединительных проводников обозначены на плате соответственно.

Разъем для подключения аккумулятора размещён на боковой стороне корпуса. Светодиоды, регулятор тока и выключатель сети установлены на лицевой стороне. Предохранитель и выход сетевого шнура, расположены на противоположной от разъема стороне корпуса.

На транзистор VT1 желательно установить небольшой радиатор размерами 100*50.

Наладка зарядного устройства
Правильно собранная схема начинает работать практически сразу, остается установить ток заряда по амперметру при правильной полярности подключения аккумулятора.

Стоимость зарядного устройства не превышает 500 рублей.

Литература:
1) Импульсное зарядное устройство. «Радио» №8 1995 г. стр.61.
2) И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы.
3) В.Коновалов, А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. Радиомир №3 2005г. стр.7-9.
4) В.Коновалов Измеритель R вн АБ. Радиомир №11 2005г. стр.14-15.
5) В.Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для N i- C d аккумуляторов. Радио №3. 2006г. стр.53.

Особенности построения зарядных устройств мощностью 350 кВт на транзисторных модулях Infineon

23 сентября 2019

При разработке «быстрых» зарядных станций для зарядки аккумулятора электромобиля в пути идеально подойдут транзисторные SiC-модули Infineon, в том числе – из семейства CoolSiC.

Профильные организации по всему миру занимаются разработкой стандартов, определяющих характеристики зарядных устройств большой мощности (High Power Chargers, HPC), начиная от рабочего диапазона и последовательности зарядки, и заканчивая стандартами обмена данных и типами разъемов. В Европе и США над этими вопросами работают такие организации как CharIN и Combined Charging System (CCS). В других странах действуют другие ассоциации со своими стандартами, например, CHAdeMO в Японии и GB/T в Китае. Некоторые производители автомобилей также уделяют большое внимание разработке собственных решений для зарядных устройств. Компаниям, стремящимся выйти на этот рынок, для выполнения всех предъявляемых требований необходимо создавать зарядные устройства по модульному принципу. Рассмотрим вопрос построения быстрых зарядных устройств с большой выходной мощностью.

За многие десятилетия владельцы автомобилей, сами того не замечая, привыкли к широкой сети заправочных станций. Мысль о необходимости планирования поездки с учетом расположения заправок практически никогда не приходит в голову автолюбителям. Тем не менее, это, вероятно, одна из первых мыслей, которые приходят в голову тем, кто рассматривает возможность покупки или аренды электромобиля (Battery Electric Vehicle, BEV).

Если электромобиль на ночь остается дома, то его аккумулятор успеет зарядиться даже при использовании медленной зарядки. Во многих крупных городах начинают появляться общественные зарядные устройства, позволяющие заряжать электромобиль, например, пока владелец ходит по магазинам. Тем не менее, крайне желательно, чтобы во время дальних поездок скорость зарядки аккумуляторов была бы сравнима со скоростью заправки традиционных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Стационарное домашнее зарядное устройство мощностью 22 кВт может за 120 минут обеспечить заряд, достаточный для автономного пробега около 200 км. Для сокращения этого времени до семи минут потребуется быстрое зарядное устройство мощностью 350 кВт.

Для выполнения всех предъявляемых требований производителям зарядных устройств необходимо создавать продукцию по модульному принципу. Это позволяет повторно использовать готовые решения, например, общий корпус и концепцию охлаждения, в то время как разъемы, кабели и силовая электроника могут быть выбраны в соответствии с требованиями целевого рынка.

Особенности реализации «быстрых» зарядных устройств

Для организации сети станций с «быстрыми» зарядными устройствами потребуется создание специальной электрической инфраструктуры малого или среднего напряжения. Ожидается, что такие зарядные станции будут установлены, в первую очередь, вдоль основных автомагистралей, например, на станциях техобслуживания. В зарядных устройствах входное переменное напряжение поступает на изолирующий трансформатор и далее преобразуется в постоянное напряжение. Чаще всего для этих целей используются трансформаторы с двойной вторичной обмоткой и соединением обмоток типа «звезда».

Входные трансформаторы работают совместно с импульсными выпрямителями, включенными последовательно или параллельно, что необходимо для снижения уровня выходных гармоник. В таких конструкциях трансформатор является обязательным, даже если изоляция может быть обеспечена на уровне DC/DC-преобразователя. Это связано с тем, что при таком подходе удается уменьшить уровень шумов. При разработке зарядного устройства в первую очередь нужно выбрать тип входного напряжения: переменное или постоянное.

При использовании входного переменного напряжения вторичная обмотка трансформатора питает несколько AC/DC-преобразователей, каждый из которых, в свою очередь, питает собственный DC/DC-преобразователь. Преимущество такого подхода заключается в упрощении структуры зарядного устройства. Тем не менее, в данном случае потребуется несколько AC/DC-преобразователей, что приводит к увеличению общей стоимости готового изделия из-за необходимости использования нескольких фильтров и систем управления. В настоящее время функция рекуперации и возврата энергии в энергосистему, например, «от транспорта в сеть» (V2G) или «от транспорта в здание» (V2B), не является обязательной. Однако если ситуация изменится, то это приведет к дополнительным затратам и увеличению сложности.

При использовании шины постоянного напряжения потребуется только один общий AC/DC-преобразователь, который будет питать все DC/DC-преобразователи. Во многих случаях такой подход оказывается более оптимальным, поскольку уменьшает количество и стоимость компонентов, а также повышает общую эффективность. Если функции рекуперации энергии V2G или V2B станут обязательными, их также возможно реализовать. Кроме того, шину постоянного напряжения легче интегрировать с другими дополнительными источниками энергии (аккумуляторами, солнечными батареями), которые могут быть размещены на электромобиле. Наконец, современные стандарты зарядных устройств поддерживают возможность создания централизованной зарядной станции, работающей в качестве входной ступени преобразования мощности для нескольких зарядных устройств. Основным недостатком такого решения становятся габариты столь мощного входного преобразователя.

Читайте также  Трехцветный светодиод с четырьмя выводами

Зарядные станции мощностью 2…3 МВт, как правило, строятся на базе общей шины постоянного напряжения, которая используется для питания шести-восьми мощных DC/DC-преобразователей.

Построение AC/DC-преобразователя

Современные технологии силовых транзисторов в сочетании с высокопроизводительными микроконтроллерами (MCU) и цифровой обработкой сигналов (DSP) позволяют создавать высокоэффективные схемы AC/DC-преобразователей. Современные AC/DC-преобразователи обеспечивают синусоидальное потребление тока, малые величины гармонических искажений (THDi ≤ 5%), независимое управление активной и реактивной мощностей, а также быстродействующее управление с минимальным временем отклика. Использование корректора коэффициента мощности исключает потребление реактивной мощности от сети. Наконец, существуют топологии, которые позволяют организовать передачу мощности в двух направлениях – от сети к потребителю и от потребителя в сеть.

Одной из наиболее широко используемых топологий является трехфазный мостовой преобразователь (2L-VSC). Он состоит из шести силовых ключей, обычно – IGBT или SiC-МОП-транзисторов, и выходного конденсатора. Такая схема позволяет выполнять передачу мощности в двух направлениях и обеспечивает полное регулирование коэффициента мощности. Управление силовыми ключами осуществляется с помощью ШИМ или векторного ШИМ-сигнала.

Трехфазный мостовой преобразователь может быть легко реализован с помощью силового транзисторного модуля FS45MR12W1M1_B11 семейства CoolSiC™ с рейтингом напряжения 1200 В (рисунок 1). Модуль содержит шесть МОП-транзисторов, объединенных в общем корпусе EasyPACK™ 1 B. Кроме того, в состав модуля входит NTC-датчик температуры. Отличительной чертой корпуса EasyPACK™ 1B является минимальная паразитная индуктивность. Для создания трехфазного моста могут использоваться и полумостовые модули, например, FF11MR12W1M1_B11 в корпусе EasyDUAL™ 1B. Рассмотренные силовые модули обеспечивают выходную мощность 60…100 кВт при частотах переключения 25…45 кГц.

Рис. 1. Входной каскад может быть легко реализован с помощью одного модуля MOSFET CoolSiC™ 1200 В

Если передача мощности в двух направлениях не требуется, то чаще всего в качестве AC/DC-преобразователя используется трехфазный трехуровневый выпрямитель с ШИМ-управлением, выполненный по схеме Вина (Vienna rectifier). Он требует только три силовых ключа и работает по схеме Dual boost PFC. Даже в случае отказа системы управления данный выпрямитель оказывается защищенным от короткого замыкания на выходе и способен работать в том числе при обрыве одной входной фазы. Реализация такого преобразователя на дискретных компонентах может быть достаточно сложной, но в приложениях с высокой выходной мощностью чаще используются силовые модули.

Рис. 2. Полумостовые транзисторные модули с корпусом Easy 2B идеально подходят для построения трехфазных трехуровневых выпрямителей с ШИМ-управлением (Vienna rectifier)

Трехфазный активный выпрямитель с ШИМ-управлением может быть реализован с помощью таких SiC-модулей как F3L15MR12W2M1_B69 в корпусе Easy 2B (рисунок 2). Каждый такой модуль содержит два быстродействующих выпрямительных диода с рейтингом напряжения 1200 В, два медленных выпрямительных диода с рейтингом напряжения 1600 В и два SiC-МОП-транзистора с рабочим напряжением 1200 В и сопротивлением открытого канала 15 мОм. Таким образом, для построения мощного и эффективного AC/DC-преобразователя потребуется три таких модуля (рисунок 3).

Рис. 3. Высокоэффективный преобразователь мощностью 60 кВт может быть построен на базе модулей Easy 2B

Формирование изменяемого напряжения

Спецификация CharIN устанавливает диапазон выходных напряжений для зарядных устройств 200..920 В, определяет максимальный выходной ток 500 А и выходную мощность 350 кВт. Существует ряд изолированных и неизолированных топологий DC/DC-преобразователей, с помощью которых можно обеспечить достижение озвученных характеристик.

Независимо от выбора топологии, разработчик должен учитывать несколько ключевых требований. Физические размеры и стоимость являются важными параметрами, но также нельзя забывать о необходимости соблюдения электромагнитной совместимости. Переключение при нулевых напряжении или токе (ZVS/ZCS), максимальная эффективность и обеспечение заданной выходной мощности также входят в список ключевых требований. Наконец, для предотвращения нагрева батареи важно обеспечить низкий уровень пульсаций выходного напряжения и тока.

Резонансные топологии с высокочастотным трансформатором, например, резонансные мостовые LLC-преобразователи, известны своей высокой эффективностью при работе на резонансной частоте. Благодаря ZVS-коммутациям силовых ключей на первичной стороне и ZCS-переключениям диодов на вторичной стороне эти преобразователи также обладают компактными размерами. К сожалению, разработка резонансного преобразователя с изменяемым выходным напряжением оказывается чрезвычайно сложной задачей.

При выходной мощности, превышающей 100 кВт, и при наличии входного изолирующего трансформатора можно использовать и неизолированные Buck/Boost-преобразователи. В многофазной конфигурации они могут обеспечить КПД до 98,5%. Из-за сдвига фаз такие преобразователи характеризуются низким уровнем пульсаций выходного напряжения. Кроме того, многофазный DC/DC-преобразователь по определению имеет модульную структуру, что позволяет легко адаптировать его габариты и рабочие параметры в соответствии с требованиями конкретного приложения.

Организация отвода тепла

Несмотря на невероятную эффективность, которую сегодня демонстрируют преобразователи энергии, для зарядного устройства мощностью 350 кВт падение КПД всего на 1% эквивалентно потере 3,5 кВт мощности, рассеиваемой в виде тепла. При такой нагрузке даже кабель вносит дополнительные потери около 100 Вт на метр длины. По этой причине мощным зарядным устройствам не всегда хватает активного воздушного охлаждения. В то же время для перехода на жидкостное охлаждение потребуется не только силовая электроника, но также дополнительные разъемы и кабели.

Стоит отметить, что многие охлаждающие жидкости вызывают проблемы, связанные с пожарной безопасностью, коррозией компонентов и токсичностью. В настоящий момент водно-гликолевая смесь зарекомендовала себя как наиболее популярная охлаждающая жидкость, используемая как для кабелей, так и для разъемов. Также были разработаны диэлектрические охлаждающие жидкости, например, 3M™ Novec™ была успешно внедрена в ITT Cannon HPC. В зависимости от конфигурации зарядной станции система охлаждения подключается либо к отдельному, либо к централизованному теплообменнику.

Заключение

Рост популярности электромобилей сильно связан с развитием инфраструктуры зарядных станций. Существующая сеть зарядных станций частично справляется с современными потребностями. В то же время для решения проблемы путешествий на дальние расстояния необходимы инвестиции в быстрые зарядные устройства. Жидкостное охлаждение будет неотъемлемой частью зарядного устройства, поэтому крайне важно обеспечить простую интеграцию силовой электроники и систем отвода тепла. Значение SiC-устройств, в том числе диодов и транзисторов, возрастает. Эти силовые компоненты используются как в выпрямительных каскадах, так и в составе DC/DC-преобразователей, обеспечивающих заряд аккумуляторов.

Перевел Вячеслав Гавриков по заказу АО КОМПЭЛ

Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Здравствуйте ув. читатель блога «Моя лаборатория радиолюбителя».

В сегодняшней статье речь пойдет о давно «заюзаной», но очень полезной схеме тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которое мы будем использовать как зарядное устройство для свинцовых аккумуляторных батарей.

Начнем с того, что зарядное на КУ202 имеет целый ряд преимуществ:
— Способность выдерживать ток заряда до 10 ампер
— Ток заряда импульсный, что, по мнению многих радиолюбителей, помогает продлить жизнь аккумулятору
— Схема собрана с не дефицитных, недорогих деталей, что делает ее очень доступной в ценовой категории
— И последний плюс- это легкость в повторении, что даст возможность ее повторить, как новичку в радиотехнике, так и просто владельцу автомобиля, вообще не имеющего знания в радиотехнике, которому нужна качественная и простая зарядка.

Со временем попробовал доработанную схему с автоматическим отключением аккумулятора, рекомендую почитать Зарядное для автомобильного аккумулятора
В свое время я собирал эту схему на коленке за 40 минут вместе с травкой платы и подготовкой компонентов схемы. Ну хватит рассказов, давайте рассмотрим схему.

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202

Перечень используемых компонентов в схеме
C1 = 0,47-1 мкФ 63В

R1 = 6,8к — 0,25Вт
R2 = 300 — 0,25Вт
R3 = 3,3к — 0,25Вт
R4 = 110 — 0,25Вт
R5 = 15к — 0,25Вт
R6 = 50 — 0,25Вт
R7 = 150 — 2Вт
FU1 = 10А
VD1 = ток 10А, желательно брать мост с запасом. Ну на 15-25А и обратное напряжение не ниже 50В
VD2 = любой импульсный диод, на обратное напряжение не ниже 50В
VS1 = КУ202, Т-160, Т-250
VT1 = КТ361А, КТ3107, КТ502
VT2 = КТ315А, КТ3102, КТ503

Как было сказано ранее схема является тиристорным фазоимпульсным регулятором мощности с электронным регулятором тока зарядки.
Управление электродом тиристора осуществляется цепью на транзисторах VT1 и VT2. Управляющий ток проходит через VD2, необходимый для защиты схемы от обратных скачков тока тиристора.

Резистором R5 определяется ток зарядки аккумулятора, который должен быть 1/10 от емкости АКБ. К примеру АКБ емкостью 55А надо заряжать током 5.5А. Поэтому на выходе перед клемами зарядного устройства желательно поставить амперметр, для контроля за током зарядки.

Читайте также  Каким прибором измеряется избыточное давление?

По поводу питания, для данной схемы подбираем трансформатор с переменным напряжением 18-22В, желательно по мощности без запаса, ведь используем тиристор в управлении. Если напряжение больше- R7 поднимаем до 200Ом.

Так же не забываем что диодный мост и управляющий тиристор надо ставить на радиаторы через теплопроводящую пасту. Так же если вы используете простые диоды типа как Д242-Д245, КД203, помните что их надо изолировать от корпуса радиатора.

На выход ставим предохранитель на нужные вам токи, если вы не планируете заряжать АКБ током выше 6А, то предохранителя на 6,3А вам хватит с головой.
Так же для защиты вашего аккумулятора и зарядного устройства, рекомендую поставить мою схему защиты от переполюсовки на реле или схему на компараторе, которая помимо защиты от переполюсовки защитит зарядное от подключения дохлых аккумуляторов с напряжением менее 10,5В.
Ну вот в принципе рассмотрели схемку зарядного на КУ202.

Печатная плата тиристорного зарядного устройства на КУ202

В собранном виде от Сергея

Скачать печатную плату
Пароль от архива jhg561bvlkm556

Удачи вам с повторением и жду ваших вопросов в комментариях

Для безопасной, качественной и надежной зарядки любых типов аккумуляторов, рекомендую универсальное зарядное устройство

Что бы не пропустить последние обновления в мастерской, подписывайтесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках, так же можно подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа

Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные зарядные устройства

Зарядное устройство 12В 1.3А

Простенькое зарядное устройство с светодиодным индикатором зарядки, зеленый батарея заряжается, красный батарея заряжена.

Есть защита от короткого замыкания, есть защита от переполюсовки. Отлично подойдет для зарядки Мото АКБ емкостью до 20Ач, АКБ 9Ач зарядит за 7 часов, 20Ач — за 16 часов. Цена на это зарядное всего 403 рубля,доставка бесплатна

Зарядное устройство для самых разнообразных типов аккумуляторов 12-24В с током до 10А и пиковым током 12А. Умеет заряжать Гелиевые АКБ и САСА. Технология зарядки как и у предыдущего в три этапа. Зарядное устройство способно заряжать как в автоматическом режиме, так и в ручном. На панеле есть ЖК индикатор указывающий напряжение, ток заряда и процент зарядки.

Хороший прибор если вам надо заряжать все возможные типы АКБ любых емкостей, аж до 150Ач

Цена на это чудо 1 625 рублей, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 23, оценка 4,7 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Если какой то товар стал недоступен, пожалуйста напишите в комментарий внизу страницы.
С ув .Admin-чек

83 комментариев для “Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202”

Собрал зарядник по Вашей схеме. Для автоматического включения-выключения была добавлена схема контроля заряда HX-M602. Но при токе, больше 4 А, начинает дёргаться стрелка амперметра на +-2 А, что влечёт за собой отключение питания схемой HX-M602 (первичка трансформатора). В чём может быть проблема? Выложил фотоотчёт на сайте (даже дал ссылку на эту страничку, в знак уважения)
https://www.drive2.ru/c/531066866068619702/

Я не знаю. А без этого модуля стабильно работает?

Я за диодным мостом ещо поставил кулер от БП ПК для принудительного охлаждения тиристора! Может он мешает?:)

По идеи он не должен мешать.попробуйте подключить чисто схему зарядного без излишеств
А вот с охлаждением после диодного моста поставьте еще один диод и подключите к нему вентилятор и небольшую емкость, 470мкф

Добавил диод на кулер… Нет эффекта! Добавил конденсатор 470 мкФ на 200 В (какой нашел) эффект стал заметен! Но еще не могу понять почему при 6-7 А горят предохранители на 10 А. Хочу на вход первички трансформатора поставить варистор и конденсатор на 0,5 мкФ 300 В! Спасибо за советы!

Прибор не точно мерит, возможно там больше 10. трансформатор 300Вт это много для тиристора ку202

Доброго времени суток. Собрал. На лампах работает, а на аккумуляторе ток не идет. Поменял диод на У.Э, менял тиристор и различные варианты резисторов R7, R8. В чем может быть причина?

НЕ знаю даже. Может че то не туда припаяли?

Схема рабочая! У меня уже с доработками полгода работает!

Здравствуйте, хотел повторить вашу схему зарядки, но прежде спрошу правильно ли я понял что что если я резистор R7 заменю на переменный, то смогу устанавливать необходимое мне напряжение, ну естественно не выше того что выдает трансформатор. Просто хотклось бы имень как минимум 3 рабочих величин напряжегия 14,4 ; 15,2; 16 вольт для разных типов аккумуляторов. Заранее спасибо за ответ.

Это обычный фазоимпульсный регулятор тока. Хотите что то универсальное, соберите это Зарядное для автомобильного аккумулятора , или это Блок питания, зарядное из бесперебойника

По мере нагрева тиристора, может пробиться, дать максимальный ток. Если охлаждение тиристорра будет слабое, эта схема будет опасна!

Ne racionalnaya schema vremen vseobshego dificita. Razve seytchas problemy c tiristorami? Zatchem ogorod s diodami? Da i tiristory sleduet primenity normalynie, amper na 20…30.

Ключ без реле с автоматическим отключением для зарядки АКБ

Простой автоматический ключ, помимо основной функции: автоматического отключения при полной зарядке, имеет также функцию запуска и остановки цикла при помощи тактовых кнопок.

Схема включается между зарядником и АКБ. Может быть легко настроена на любое напряжение контроля в промежутке 6-24 В.

Понадобится

  • Стабилизатор TL431 — http://alii.pub/5mclsi
  • Транзистор IRFZ44N — http://alii.pub/5ct567
  • Многооборотный потенциометр 10 кОм — http://alii.pub/5o27v2
  • Тактовые кнопки — http://alii.pub/5nnu8o
  • Светодиоды — http://alii.pub/5lag4f
  • Резисторы 1,5 кОм; 1 кОм; 15 кОм — http://alii.pub/5h6ouv

Схема

Схема состоит из двух основных узлов: первый это регулируемый, пороговый стабилизатор собранный на микросхеме TL431 и второй это ключ на транзисторе IRFZ44N.

Принцип работы прост: как только напряжение достигнет установленного значения — стабилизатор закроет ключ и течение зарядного тока прекратиться.

Изготовление ключа для зарядки аккумуляторов

Схема автоматического ключа будет собрана навесным монтажом. В роли шин питания используются толстые жили медного провода. Закрепляем один провод и начинаем сборку с припаивания резистора 1 кОм. Предварительно обрезаем длинные вывода элементов.

Припаиваем микросхему-стабилизатор. Цоколевка на фото.

Припаиваем цепь регулируемого делителя.

Добавляем «минусовую» шину питания.

Припаиваем светодиод и резистор.

Далее кнопку и еще светодиод с резистором.

Припаиваем транзистор. Цоколевка на фото.

Осталось припаять еще кнопку и мощный диод.

Схема готова к работе.

Включение и испытание зарядника

Вместо аккумулятора временно на выход подключим лампу накаливания. Вращением движка переменного резистора добьемся чтобы лампа гасла при превышении напряжения 14,3 — 14,4 В (Напряжение полного заряда для кислотных АКБ).

Теперь подключим батарею. Кнопками можно запустить или остановить цикл зарядки.

При достижении напряжения свыше 14,4 В устройство отключит аккумулятор от зарядника.

На этом процесс работы окончен, баратея полностью заряжена.

Смотрите видео

Схемы самодельных ЗУ для автомобильных АКБ на TL494

Ранее мы опубликовали схемы зарядных устройств для автомобильного аккумулятора.

Сегодня рассмотрим несколько схем с использованием широко распространённой специализированной мс TL494.

Зарядное устройство, рассматриваемое ниже собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки.

Для управления ключевым транзистором используется микросхема TL494 (KIA494, KA7500B, К1114УЕ4). Её можно часто встретить в компьютерных БП. Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 … 6 А (10А max) и выходного напряжения 2 … 20 В.

Ключевой транзистор VT1, диод VD5 и силовые диоды VD1 — VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 … 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1. От качества его изготовления зависит КПД схемы.

Так как в процессе работы происходит намагничивание магнитопровода постоянным током — из-за насыщения индуктивность его сильно зависит от протекающего тока. С целью уменьшения влияния подмагничивания на индуктивность, предпочтительней использовать альсиферовые магнитопроводы с малой магнитной проницаемостью, насыщение которых происходит при значительно больших магнитных полях, чем у ферритов.

В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,2 … 1,0 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера.

Читайте также  Как рассчитать время зарядки аккумулятора автомобиля?

При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке, ниже.

В качестве диода VD5 перед дросселем L1 можно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанными на ток не менее 10А и напряжение 50В. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы.

Настройка схемы зарядного устройства

В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы.

Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2 … 100 кОм.

Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.

Монтаж ЗУ

Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор. Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке справа. В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить до 100 .. 200 см2.

Это зарядное устройство можно использовать также и как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока. При исправных элементах схема начинает работать сразу.

Схема ЗУ на мс TL494 с нормализацией напряжения шунта

Ниже, представлен вариант схемы зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, который, несмотря на большую сложность, проще в настройке благодаря использованию операционного усилителя для нормализации напряжения токоизмерительного шунта.

В этой схеме в качестве шунта R13 можно использовать практически любой проволочный резистор сопротивлением 0,01 … 0,1 Ом и мощностью 1 … 5 Вт. Требуемое для нормальной регулировки тока в нагрузке напряжение 0 … 0,6 В на выводе 1 микросхемы DA1 достигается соотношением сопротивлений резисторов R9 и R11. Сопротивления резисторов R11 и R12 должны быть одинаковыми и быть в пределах 0,5 … 100 кОм. Сопротивление резистора R9 подсчитывают по формуле: R9 (Ом)= 0,1* I вых.max (A) * R11 (Ом) / I вых.max (А) * R13 (Ом). Переменный резистор R2 может быть любым подходящим, с сопротивлением 1 … 100 кОм. После выбора R2 рассчитывают требуемое значение сопротивления резистора R4, которое определяется по формуле: R4(кОм) = R2 (кОм) * (5 В- 0,1 * I вых. max (A)) / 0,1 * I вых. max (A). Переменный резистор R14 также может быть любым подходящим с сопротивлением 1 … 100 кОм. Сопротивление резистора R15 определяет верхнюю границу регулировки выходного напряжения. Номинал этого резистора должен быть таким, чтобы при максимальном выходном напряжении на движке резистора, в нижнем по схеме положении, напряжение составляло 5,00В. На рисунке показаны номиналы для максимального выходного тока 6А и максимального напряжения 15 В, но предельные значения этих параметров легко пересчитать согласно выше приведённым формулам.

Конструкция и монтаж

Конструктивно основная часть схемы выполнена на печатной плате размером 45 х 58 мм. Остальные элементы: силовой трансформатор, диодный мост VD2, транзистор VT1, диод VD5, дроссель Др1, электролитические конденсаторы С2, С7, переменные резисторы и предохранители размещены методом объёмного монтажа в корпусе зарядного устройства. Такой подход позволил использовать в схеме разные по габаритам элементы и был вызван необходимостью тиражирования конструкции.

Требования к элементной базе описаны выше. Правильно собранная схема начинает работать сразу и, практически, не требует наладки.

Эта схема также, как и предыдущая, может использоваться не только в качестве зарядного устройства , но и лабораторного блока питания с регулируемым ограничением выходного тока.

Автор: Кравцов В. (сайт:Автоматика в быту)

Поделки своими руками для автолюбителей

Компактное ЗУ для автомобильного аккумулятора

Привычное всем устройство для зарядки АКБ довольно массивное и неподъемное. Поэтому многие стали переходить на устройства импульсного типа.

Импульсное ЗУ выгодно отличается от своего собрата:

— малый вес;
— компактные размеры;
— на выходе – мощный ток;
— низкая цена.

На первый взгляд, маленькая коробочка, подцепленная к батарее, вызывает сомнения в ее работоспособности, обеспечении тока нужной мощности. В действительности она выдает ток до 7 А. К тому же, существует возможность регулирования зарядного тока. Установленный амперметр позволяет производить наблюдения за его силой.

Механизм начинает работу после нажатия кнопки Пуск. Во время замыкания в цепи включается блокинг-генератор, отключающий устройство. Для продолжения работы следует еще раз запустить механизм, выполнив нажатие кнопки Пуск. ЗУ работает при следующих параметрах: электрическом напряжении в 170 В, ток в сети меньше 2 А.

Что представляет собой импульсное ЗУ: его устройство и работа.

Ниже представлена схема устройства, где имеет место следующая маркировка:

— F – электропредохранитель;
— D – емкостно-диодный мост;
— C – конденсатор;
— T – транзисторный ключ;
— с I по VI – электрообмотка;
— R – резистор;
— S1 – пусковая кнопка;
— H1 – лампа контроля.

Устройство зарядное выполнено из двух частей:

1. Высоковольтной цепи, включающей в себя выпрямитель, а также блокинг-генератор.
2. Низковольтной цепи, в которой присутствует вторичный выпрямитель и ШИМ-регулятор.
Переход напряжения происходит через F1 к D1.Выпрямление и сглаживание напряжения осуществляется конденсатором C1 и C2. На блокинг-генератор постоянно подается напряжение в 290 В.

В таком генерирующем устройстве транзисторным ключам T2 и T1 отводится важная миссия попеременного открытия и включения II, IV обратной связи трансформатора. Во время этого происходит загрузка генератора на III преобразователе.

Частоты генерации расположены в пределах от 20 до 30 кГц. За счет R2, R3 обеспечивается работа в плавном режиме: идет ограничение тока. Что касается базы, то ток дополнительно лимитируют R4, R5. D2 и D3 осуществляют выбросы индуктивного характера, а это исключает пробой транзисторов напряжением обратного хода.

Устройство запускается за счет коротких импульсов. Они подаются на I через C3, а также S1.
Для второй половины ЗУ характерно наличие низкого напряжения. С помощью V и VI освобождается переменное напряжение электротрансформатора высокочастотного типа. После чего идет его выпрямление D4, а затем и сглаживание C4 с дальнейшим попаданием на ШИМ-регулятор. Реализация происходит на T3, T4.

Можно назвать это вибратором с возможностью осуществления регулировки симметрии. При этом значение скважности импульсов, которые поступают на затвор T5, напрямую зависит от положения движка R10.

Емкость C6 и C7 определяет частоту генерации ШИМ, находящуюся в границах 5–7 кГц. В конструкции ЗУ включен вентилятор, который будет охлаждать нагревающиеся элементы электросхемы. С помощью H1 будет производиться индицирование работоспособности механизма. Амперметр призван производить контроль зарядного тока.

Детали для сборки конструкции…

Понадобятся радиаторы, которые должны быть больше самих транзисторов, в 3 раза.
Если используется ток до 7 А, то на радиаторы небольших объемов размещают диодную сборку, а также полевой транзистор. Делается это в обязательном порядке, чтобы кулер смог образовать воздушную струю, тем самым избежав перегрева.

На фото представлен трансформатор, собранный своими руками. Величина его наружного диаметра – 3 см. Намотка выполнена на ферритовое кольцо.

Для обмотки использовался провод ПЭЛ-0.31 мм. Выполнено 140 витковых скруток. На I, II, IV ушло по 2 скрутки из цветного провода, например, подойдет кабель от компьютера. Для V, VI сделано по 18 витков.

Небольшие нюансы: одножильный провод не стали использовать для обмотки – с ним неудобно работать, накручивать его. Вместо этого создали провод ручным способом. Взяли провод ПЭЛ-0.18 мм, точнее, 20 жил и собрали в один пучок. После чего раскрутили, а затем стянули, используя шуруповерт. Начинали с обмотки III, после – обматывали, используя фторопластовую ленту.

На роль амперметра подошла головка со старого радио проигрывателя. Вместо шкалы децибелов установили отградуированную вручную шкалу.

В качестве базовой основы использовали пластмассовый корпус, на котором разместили все детали. Их зафиксировали на клей.