Как работает тиристорное зарядное устройство. Какие преимущества имеет схема на тиристоре. Как собрать простое зарядное устройство своими руками. Какие меры защиты необходимы в схеме.
Принцип работы тиристорного зарядного устройства
Тиристорное зарядное устройство использует полупроводниковый прибор — тиристор — для управления процессом зарядки аккумулятора. Как работает такая схема?
- Тиристор выступает в роли управляемого выпрямителя
- При подаче напряжения на управляющий электрод тиристор открывается и пропускает ток зарядки
- При достижении нужного напряжения на аккумуляторе тиристор закрывается, прекращая зарядку
- Это обеспечивает автоматическое отключение по окончании зарядки
Такой принцип позволяет создать простое и надежное зарядное устройство с защитой от перезаряда аккумулятора.
Основные компоненты схемы тиристорного зарядного устройства
Рассмотрим ключевые элементы, из которых состоит типичная схема зарядного устройства на тиристоре:
- Трансформатор — понижает сетевое напряжение до нужного уровня
- Диодный мост — выпрямляет переменное напряжение
- Тиристор — управляет процессом зарядки
- Стабилитрон — задает пороговое напряжение отключения
- Резисторы — ограничивают токи и формируют делитель напряжения
- Конденсаторы — сглаживают пульсации выпрямленного напряжения
Правильный подбор номиналов этих компонентов обеспечивает корректную работу всей схемы зарядного устройства.
Преимущества тиристорных зарядных устройств
Почему схема на тиристоре так популярна среди радиолюбителей? У нее есть ряд существенных достоинств:
- Простота конструкции — минимум компонентов
- Надежность — тиристор устойчив к перегрузкам
- Автоматическое отключение при полной зарядке
- Защита аккумулятора от перезаряда
- Возможность регулировки тока и напряжения зарядки
- Низкая стоимость комплектующих
- Простота настройки схемы
Эти преимущества делают тиристорные зарядные устройства отличным выбором для самостоятельной сборки.
Сборка простого тиристорного зарядного устройства своими руками
Как собрать базовую схему зарядного устройства на тиристоре? Вот пошаговая инструкция:
- Подберите понижающий трансформатор на 12-14В
- Соберите диодный мост из 4 диодов
- Установите тиристор КУ202 или аналогичный
- Подключите стабилитрон на 8,2В для задания порога отключения
- Добавьте делитель напряжения из резисторов
- Установите сглаживающий конденсатор на выходе
- Подключите светодиод индикации работы
- Соберите схему на макетной плате
- Проверьте работу и при необходимости откорректируйте номиналы
При сборке соблюдайте меры предосторожности — схема работает с сетевым напряжением!
Меры защиты в схеме тиристорного зарядного устройства
Для обеспечения безопасной работы в схему необходимо добавить защитные элементы:
- Предохранитель на входе — защита от короткого замыкания
- Варистор — защита от импульсных перенапряжений в сети
- Термопредохранитель на трансформаторе — защита от перегрева
- Диод в выходной цепи — защита от неправильного подключения аккумулятора
- Стабилитрон — защита от превышения напряжения на выходе
Эти меры значительно повышают надежность и безопасность самодельного зарядного устройства.
Настройка и регулировка тиристорного зарядного устройства
Как правильно настроить собранную схему для оптимальной зарядки аккумулятора?
- Установите нужное выходное напряжение подбором резисторов делителя
- Отрегулируйте ток зарядки с помощью переменного резистора
- Проверьте порог отключения при достижении заданного напряжения
- Измерьте пульсации выходного напряжения — они не должны превышать 1%
- Проконтролируйте нагрев компонентов под нагрузкой
- При необходимости установите радиаторы на силовые элементы
Тщательная настройка обеспечит эффективную и безопасную зарядку аккумуляторов.
Возможные проблемы и их устранение
При сборке и эксплуатации тиристорного зарядного устройства могут возникнуть некоторые проблемы. Как их решить?
- Устройство не включается — проверьте исправность предохранителя и правильность подключения
- Сильный нагрев компонентов — установите радиаторы или замените на более мощные
- Не отключается при полной зарядке — откорректируйте порог срабатывания стабилитрона
- Большие пульсации на выходе — увеличьте емкость сглаживающего конденсатора
- Низкий ток зарядки — проверьте номинал ограничивающего резистора
Внимательный анализ схемы и пошаговая проверка помогут выявить и устранить неисправность.
Выбор оптимального тиристора для зарядного устройства
От правильного выбора тиристора во многом зависит эффективность работы всего устройства. На какие параметры обратить внимание?
- Максимальное обратное напряжение — не менее 400В
- Максимальный средний ток — в 1,5-2 раза выше требуемого тока зарядки
- Температура перехода — не менее 125°C
- Напряжение управления — 1-2В для надежного открытия
- Корпус — с возможностью установки на радиатор
Хорошим выбором будут тиристоры серий КУ202, ТС122-25 или зарубежные аналоги BT151, MCR100.
Расчет и выбор трансформатора для зарядного устройства
Трансформатор — важный элемент схемы, от которого зависит мощность и безопасность устройства. Как его правильно рассчитать?
- Определите требуемое выходное напряжение и ток зарядки
- Рассчитайте мощность трансформатора с запасом 20-30%
- Выберите сердечник подходящего размера
- Рассчитайте количество витков первичной и вторичной обмоток
- Определите сечение провода исходя из плотности тока 2-3 А/мм²
Для типового зарядного устройства на 12В 2А подойдет трансформатор мощностью 30-40 Вт.
Модификации базовой схемы тиристорного зарядного устройства
Базовую схему можно улучшить, добавив дополнительные функции. Какие модификации возможны?
- Регулировка тока зарядки переменным резистором
- Индикация режимов работы на светодиодах
- Добавление вольтметра и амперметра
- Защита от короткого замыкания на выходе
- Температурная компенсация напряжения заряда
- Таймер отключения по времени заряда
Эти улучшения сделают зарядное устройство более функциональным и удобным в использовании.
Сравнение тиристорных и транзисторных зарядных устройств
| Параметр | Тиристорные ЗУ | Транзисторные ЗУ |
|---|---|---|
| Простота схемы | Выше | Ниже |
| КПД | Ниже | Выше |
| Пульсации выходного напряжения | Выше | Ниже |
| Точность стабилизации | Ниже | Выше |
| Устойчивость к перегрузкам | Выше | Ниже |
Выбор типа зарядного устройства зависит от конкретных требований и условий эксплуатации.
Особенности зарядки различных типов аккумуляторов
Тиристорное зарядное устройство можно использовать для разных видов аккумуляторов. Какие особенности нужно учитывать?
- Свинцово-кислотные — зарядка постоянным напряжением 14,4В
- Гелевые — ограничение тока до 0,1С, напряжение 14,2-14,4В
- AGM — зарядка в несколько этапов, максимум 14,6-14,8В
- Ni-Cd — зарядка постоянным током до напряжения 1,45В на элемент
- Li-ion — ограничение напряжения до 4,2В на элемент, отключение при 4,1В
Правильный выбор режима зарядки обеспечит максимальный срок службы аккумулятора.
Простое тиристорное зарядное | Все своими руками
Приветствую друзья. Хочу представить вашему вниманию зарядное устройство на тиристорах. Данная схема меня привлекла своей простотой, да еще и зарядное устройство самостоятельно отключается при достижении заряда 14,2В, что делает её более безопасной.
Напряжения 14,2В достаточно для полной зарядки свинцового аккумулятора будь то аккумулятор с автомобиля или с мотоцикла, хотя на практике зарядился и гелевый аккумулятор 17А.ч от мотоблока
Вот оригинальная схема зарядки на тиристорах
Схема достаточно хорошо известна в интернете, но как то удивляло, что никто ее не повторяет при ее простоте, но везде распихали. Заменил тиристор V1 на КУ221Г, стабилитрон на 3,3В. Сделал для нее печатную плату, распаял все, а схема не запустилась. Резисторы грелись, ничего не заряжалось.
Тогда было решено немного перебрать номиналы резисторов и немного упростить схему. В конечном итоге схема тиристорной зарядки приобрела другой вид.
Хотя есть еще над чем поработать
Ну первым делом добавил диодный мост. Номиналы R1 R2 увеличил, вместо резистивного делителя с подстроечником поставил цепь D3R4. Стабилитрон у меня из 5,1В и 3,3В последовательно включенных, но на схеме указал 8,2В и на печатке место для одного стабилитрона.
Теперь на холостом ходу резисторы слегка теплые, немного разогрет R4, думаю его можно до 100 Ом увеличить и будет нормально. Все на той же на небольшой плате и вот так выглядит в жизни, особенно радует раритетный КУ221. Диодный мост и тиристор КУ202И выведены за пределы платы и установлены на радиаторы. На конденсатор не смотрите, это остатки с предыдущей схемы, лень было выпаять
Перед тем как подключать аккумулятор покажу, что происходит на выходе зарядного на карманном осциллографе. Говорят что пульсирующий ток полезен для аккумуляторов
Выходное напряжение в импульсе 22В, хотя питается схема от 21В.
Далее подключил на зарядку гелевый аккумулятор от мотоблока 12В 17А.ч, ток подскочил до 4А и форма импульсов следующая
В конце зарядки сработала защита от перезаряда и импульсы стали едва ли заметные
Через несколько часов напряжение на аккумуляторе поднялось до 14,7В и в течении получаса спустилось до 14.
34В
Зарядка заканчивалась,но ток еще в пол ампера был и по чуть чуть падал. На самодельном регуляторе переменного тока отчетливо видно как работает защита, стрелка мечется в пределах 0,2А туда-сюда, средние показания как раз как на фото 0,3А-0,4А.
В целом зарядка не плохая и вроде нормально справляется с задачей. Не хватает индикаторов и защиты от переполюсовки, но с успехом можно использовать обычное реле, как нибудь потом покажу как это сделать
Вот печатная плата тиристорной зарядки ссылка
Как изготовить печатную плату своими руками, можно посмотреть в статье Как изготовить печатную плату.
Рекомендую глянуть схему тиристорного зарядного с регулировкой тока, защитой от КЗ и отключением в конце зарядки
Если нравятся мои материалы, подписывайтесь на обновления в социальных сетях в Вконтакте или Одноклассниках и всегда будете в курсе последних обновлений
С ув. Эдуард
Поддержать мои проекты вы можете через форму ниже. Каждая копеечка пойдет на все новые и увлекательные проекты
Схемы зарядных устройств для аккумуляторов и батарей (Страница 5)
Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов (0,5 -1А/ч)
Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки 4 никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 500-1000 мА/ч.
После достижения на аккумуляторах номинального напряжения питание автоматически отключается. Зарядное устройство оборудовано собственным блоком питания. Схема автоматики…
0 5119 0
Зарядку аккумуляторов током, не превышающим 2,25 А, можно производить с помощью устройства на тиристоре. При достижении некоторого значения напряжения, задаваемого цепью R2, V1, V2, зарядное устройство автоматически отключается от аккумулятора, Образцовое напряжение на аккумуляторе …
5 9857 0
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Частичное восстановление сильно сульфатированных пластин автомобильных аккумуляторов и их зарядку можно произвести с помощью зарядного устройства. Такое восстановление производят асимметричным током с соотношением зарядного и разрядного токов 10/1 и отношением длительности импульсов этих …
6 6975 0
Простое зарядное устройство для аккумуляторов (до 55Ач)
Схема простого зарядного устройства предназначено для зарядки аккумуляторов емкостью до 1980 Кл (55 А*ч) автоматического поддержания зарядного тока на заданном уровне.
4 6347 2
Схема импульсного стабилизатора для зарядки телефона
Схема импульсного стабилизатора ненамного сложнее трансформаторного, но она более сложная в настройке. Поэтому недостаточно опытным радиолюбителям, не знающим правил работы с высоким напряжением (в частности, никогда не работать в одиночку и никогда не настраивать включенное устройство двумя руками…
13 16219 0
Схема автоматического зарядного устройства для сотовых телефонов
Сотовые телефоны комплектуются собственными зарядными устройствами. Эти зарядные устройства нельзя назвать универсальными. Поскольку разновидностей сотовых телефонов много, напряжение питания их аккумуляторов также различно. Так сотовый телефон фирмы Motorola нельзя заряжать с помощью зарядного…
0 6866 1
Малогабаритное универсальное зарядное устройство для аккумуляторов
Миниатюрную аккумуляторную батарею типа 7Д-0Д или 7Д-0,125, батарею из дисковых аккумуляторов типа Д-0,1, Д-0,125 или Д-0,25, используемые в транзисторном радиоприемнике или магнитофоне в качестве источника питания, можно заряжать от.
..
0 5107 0
Схемы подзарядки маломощных аккумуляторных батарей для питания МК
Аккумулятор представляет собой устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. Следует отличать электрические аккумуляторы от гальванических батарей. Аккумуляторы требуют…
2 5174 0
Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов
Выпрямитель собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1—Д4 типа Д305. Сила зарядного тока регулируется при помощи мощного транзистора 77, включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра…
2 9799 0
Схема автоматического зарядного устройства (на LM555)
Довольно простое автоматическое зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов можно выполнить на основе таймера, как это показано на рис. Схема может работать, как отдельно, так и в составе радиоаппаратуры для поддержания в полностью заряженном состоянии.
..
4 9658 0
1 2 3 4 5 6 7 8
2A Цепь зарядного устройства с использованием SCR
21 ноября 2022 г.
СУБАШИНИ
Схема простого зарядного устройства на 2 А, разработанная с использованием SCR (кремниевого выпрямителя) TYN612. Здесь SCR действует как выпрямляющий элемент, а диапазон выходного постоянного напряжения можно контролировать, изменяя значение резистора R7. Когда целевая батарея разряжена, потенциальный поток к базе транзистора BC547 отсутствует, а транзистор находится в выключенном состоянии, поэтому триггерное напряжение на SCR достигает клеммы Gate, а затем SCR включается и подает выпрямленное постоянное напряжение на батарею. Когда целевая батарея получает полный заряд или определенный пороговый уровень зарядки, транзистор Q2 BC547 передает потенциал на базу через R5, R3 и R7, и поэтому транзистор включается и заземляет напряжение запуска затвора до достижения клеммы затвора SCR, а затем SCR получает ВЫКЛЮЧЕН, и подача зарядного устройства к аккумулятору заблокирована.
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 заданное напряжение подается на SCR, где он выпрямляет переменный ток и дает результирующий напряжение на аккумулятор для зарядки.
Схема схемы
BOM
| S № | Устройство | Значение | Количество | ||||||||
| 1 | SPDT | 9 | 1 | SPDT | 9 | 1 | SPDT | 1 | SPDT | 90011 | |
| 2 | TRANSFORMER T1 | 1 | |||||||||
| 3 | R1 | 330Ω | 1 | ||||||||
| R2 | 22Ω | 1 | |||||||||
| R3 | 820Ω | 1 | |||||||||
| R4,R7 | 100Ω | 2 | |||||||||
| R5 | 1Ω | 1 | |||||||||
| 4 | Q1 | TYN612 | 1 | ||||||||
| Q2 | BC 547 | 1 | |||||||||
| 5 | D1,D2,D4 | 1N4001 | 3 | ||||||||
| D3 | 1N1615 | 1 | |||||||||
| 6 | F1 | 2A | 1 | ||||||||
| 7 | Аккумулятор | 1 |
VARING 2S20V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220v 220V 220V 220V 220V 220V 220V 220V.
или трансформатор 3А). Клемма анода SCR TYN612 подключена к клемме вторичной обмотки, поэтому она получает понижающее напряжение переменного тока и преобразует его в источник постоянного тока, это напряжение постоянного тока используется для зарядки целевой батареи.Для обеспечения зарядного тока 2 А после преобразования постоянного тока устройство ограничения тока отсутствует. Как мы уже говорили, простая схема зарядного устройства на 2 А, эта схема содержит несколько легкодоступных компонентов и простую конструкцию. Q1 SCR действует как основной выпрямляющий элемент, а транзистор Q2 действует как переключатель управления триггером затвора и цепь обратной связи. Уровень чувствительности транзистора Q2 зависит от переменного резистора R7. Здесь диод D4 действует как элемент защиты от обратного. Во избежание зарядки от перегрузки по току на выходной линии добавлен предохранитель.
Примечание:- Эта схема требует обращения с высоким напряжением переменного и постоянного тока.
Обращайтесь с особой осторожностью.
0017 Выходное напряжение
70C°
