Как работают тиристорные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Какие схемы используются в таких устройствах. Каковы преимущества тиристорных зарядных устройств. Как правильно выбрать и использовать тиристорное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
Принцип работы тиристорного зарядного устройства
Тиристорные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов используют тиристоры для регулирования зарядного тока и напряжения. Рассмотрим основные принципы их работы:
- Тиристор работает как управляемый ключ, пропускающий ток только в одном направлении
- Открывается тиристор подачей импульса на управляющий электрод
- Изменяя момент открытия тиристора относительно фазы сетевого напряжения, регулируют среднее значение выпрямленного напряжения
- Обычно используется схема с двумя встречно-параллельно включенными тиристорами для работы в обеих полуволнах
- Система управления формирует импульсы открытия тиристоров в нужные моменты времени
Такой принцип позволяет плавно регулировать зарядный ток и напряжение, обеспечивая оптимальный режим заряда аккумулятора.
Основные схемы тиристорных зарядных устройств
Существует несколько базовых схем построения тиристорных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов:
Однофазная схема с регулировкой в первичной цепи трансформатора
В этой схеме тиристорный регулятор включается в первичную обмотку трансформатора. Преимущества:
- Простота конструкции
- Возможность использования маломощных тиристоров
- Низкие потери в силовой части
Недостатки:
- Увеличенные габариты трансформатора
- Повышенные пульсации выходного напряжения
Однофазная мостовая схема выпрямления с тиристорами
В этой схеме тиристоры устанавливаются вместо диодов в выпрямительном мосте. Достоинства:
- Компактность конструкции
- Низкие пульсации выходного напряжения
Недостатки:
- Необходимость использования мощных тиристоров
- Сложность системы управления
Преимущества тиристорных зарядных устройств
Тиристорные зарядные устройства имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами:
- Высокий КПД за счет ключевого режима работы тиристоров
- Возможность точной регулировки зарядного тока и напряжения
- Надежность и долговечность
- Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений
- Компактность и малый вес
Эти преимущества делают тиристорные зарядные устройства оптимальным выбором для зарядки автомобильных аккумуляторов.
Особенности конструкции тиристорных зарядных устройств
При разработке и изготовлении тиристорных зарядных устройств необходимо учитывать следующие особенности:
- Выбор тиристоров с достаточными значениями допустимого тока и напряжения
- Применение радиаторов для охлаждения силовых элементов
- Использование защитных RC-цепочек для ограничения скорости нарастания напряжения на тиристорах
- Применение системы управления на микроконтроллере для точной регулировки
- Установка входных и выходных фильтров для подавления помех
Правильный учет этих факторов позволяет создать надежное и эффективное зарядное устройство.
Выбор тиристорного зарядного устройства
При выборе тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора следует обратить внимание на следующие параметры:
- Максимальный зарядный ток (обычно 10-20% от емкости аккумулятора)
- Диапазон регулировки зарядного тока
- Максимальное зарядное напряжение (14.4-14.8В для 12В аккумуляторов)
- Наличие автоматического отключения при полном заряде
- Возможность заряда различных типов аккумуляторов
- Наличие защиты от короткого замыкания и переполюсовки
Правильно подобранное зарядное устройство обеспечит оптимальный режим заряда и продлит срок службы аккумулятора.
Эксплуатация тиристорного зарядного устройства
При использовании тиристорного зарядного устройства необходимо соблюдать следующие правила:
- Перед подключением проверить соответствие напряжения сети параметрам устройства
- Соблюдать полярность при подключении к аккумулятору
- Устанавливать зарядный ток не более 10-20% от емкости аккумулятора
- Контролировать температуру аккумулятора в процессе заряда
- Не оставлять работающее устройство без присмотра
- После окончания заряда отключать сначала от сети, затем от аккумулятора
Соблюдение этих правил обеспечит безопасность и эффективность процесса заряда.
Обслуживание и ремонт тиристорных зарядных устройств
Тиристорные зарядные устройства требуют минимального обслуживания, но иногда могут нуждаться в ремонте. Основные рекомендации:
- Периодически очищать корпус и вентиляционные отверстия от пыли
- Проверять целостность изоляции проводов и кабелей
- При выходе из строя заменять тиристоры аналогичными по параметрам
- Для диагностики использовать осциллограф и тестер
- При сложных неисправностях обращаться в специализированные мастерские
Своевременное обслуживание и квалифицированный ремонт позволят продлить срок службы устройства.
Источники питания, аккумуляторы и зарядные устройства
http://www.fedjukov.narod.ru/ — На главную страницуИсточники питания, аккумуляторы и зарядные устройства
Источники питания заводского изготовления
Блоки питания стабилизированные низковольтные типа 591. Паспорт со схемой Универсальный источник питания УИП-1. Паспорт со схемойЛинейные стабилизаторы, транзисторные фильтры и источники питания с ними
Стабилизированный выпрямитель 10-350V. Млад конструктор #3 ‘1987 Б. Хохлов. Стабилизатор напряжения на 8V (c кремниевым диодом в качестве низковольтного стабилитрона). Радио #10 ‘1964 Стабилизатор напряжения (параллельный). Перепечатан в Радио #10 ‘1971 из забугорного журнала Источник стабилизированного напряжения (детали стабилизаторов на разные напряжения сведены в таблицу).
Перепечатано в Радио #8 ‘1971 из забугорного журнала
М. Степанов. Сглаживающий фильтр на транзисторе. Радио #10 ‘1971
Инж. А. Светлов. Стабилизированный источник питания (сетевой выпрямитель — мощный стабилизатор — высоковольтный преобразователь) — для питания осциллографа и пр. Радио #10 ‘1971
Выпрямители на тиристорах или с тиристорным регулятором
Тиристорные регуляторы мощности
Регуляторы мощности на микросхеме К1182ПМ1Р Симисторный регулятор мощности пылесоса (на симисторе BTA12 и симметричном динисторе DB3) Инж.
С. Бирюков. Универсальный тиристорный регулятор. (В статье есть таблица зависимости среднего, эффективного и амплитудного значения напряжения от длительности прохождения тока через тиристор) Радио #12 ‘1971
Регулятор освещения (на симисторе и симметричном динисторе, с уменьшенным гистерезисом) из книги Э. Флинд. Электронные устройства для дома ‘1984
Регулятор мощности тиристорный SCR3 (на основе модуля SCR3M0)
Реальная курсовая работа Матянина С. В., ПГУ. гр. 04РР1 «Тиристорный регулятор мощности SCR3M0 и универсальный модуль управления регуляторами RCB1M0»
Аккумуляторы
Никель-кадмиевые аккумуляторы. Есть данные Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, 7Д-0,1, ЦНК-0,2, ЦНК-0,45, ЦНК-0,85. Радио #9 ‘1976 Щелочные аккумуляторы. Данные НК-3, НК-13, КН-14, НЖ-22, НК-28, НЖ-45, НК-55, НЖ-60, НК-80, НЖ-100, НК-125. Радио #11 ‘1976
Радио #10 ‘1976
Пособие специалисту связи по эксплуатации химических источников тока. 1984. — описаны щелочные, кислотные и серебряно-цинковые аккумуляторы. Очень подрорбно описан уход за аккумуляторами, зарядка, приготовление электролита
Работа герметичных аккумуляторов (Д-0,2, ЦНК-0,45, ЦНК-0,85) в импульсных режимах. Радио №10 ‘1964
Зарядные устройства для аккумуляторов
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов с тиристорным регулятором тока конструкции А. Г. Спиридонова, Пенза В. Климецкий, В. Цвеклинский. Выпрямитель для зарядки аккумуляторов (регулируемый, на П210В). Радио #6 ‘1970 с комментариями в Радио #8 ‘1971Разное
Схема электронного трансформатора Taschibra и опыты с ним Источники питания транзисторных усилителей средней мощности. Радио #9 ‘1961 (данные аккумуляторов СЦ-45, 6СТ-54, 10НКН-60, блок питания с транзисторным стабилизатором — интересно применение LC-фильтра в низковольтном источнике питания) В.
Крылов. Четыре резистора вместо восьми (для шунтирования диодов в высоковольных выпрямителях — интересно, как эта схема будет работать на реактивную нагрузку?) Радио #4 ‘1971
В. Кабанков. Устройство для защиты выпрямителей от перегрузки. Радио #10 ‘1971
Простые импульсные источники питания из книги Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов Полупроводниковые приемно-усилительные устройства ‘1987
А. Федюков
[email protected] fedjukov.narod.ruЗарядное устройство с регулировкой первичной обмотки трансформатора
Автор Andrey Ku На чтение 6 мин Опубликовано
В обычных условиях автомобильный аккумулятор заряжается при движении автомобиля. Но если машина долго стоит в гараже, то аккумуляторная батарея разряжается.
Для ее зарядки нужна зарядка для аккумуляторов с регулировкой зарядного тока.
Один из вариантов этих приборов – зарядное устройство с регулировкой по первичной обмотке трансформатора.
Содержание
- Управление трансформатором по первичной обмотке
- Особенности регуляторов для первички трансформаторов
- Схема и назначение тиристорного регулятора напряжения для трансформатора
- Модели для зарядки аккумуляторов
- Принцип действия тиристорного регулятора
- Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора
- Что представляет собой симистор
- Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке
Управление трансформатором по первичной обмотке
Скорость заряда аккумулятора зависит от тока, протекающего через него, но слишком быстрый заряд приводит к перегреву аппарата и выходу его из строя. Поэтому для зарядки аккумуляторных батарей используются устройства с регулировкой выходных параметров.
Особенности регуляторов для первички трансформаторов
Ток зарядки батареи составляет 10% ее емкости. Это значит, что аккумулятор с емкостью 60Ач заряжается током не более 6А. Напряжение заряда при работе автомобиля 14,5В. Учитывая необходимый запас, зарядное устройства должно быть способно выдать 10А при напряжении 16В.
Запас напряжения необходим для регулировки и ограничения зарядного тока.
В разных моделях аппаратов она производится разными способами:
- Добавочными сопротивлениями. Включаются после диодного моста. Самая простая конструкция, но имеющая самые большие размеры.
- Транзисторами. Высокая точность регулировки, но самая сложная схема, требующая хорошего охлаждения силовых транзисторов.
- Тиристорное управление. Простые схемы. Регулировка осуществляется тиристорным ключем в цепи первичной обмотки или тиристорами, установленными вместо диодов в выпрямительный мост.
Схема и назначение тиристорного регулятора напряжения для трансформатора
Ток, протекающий при зарядке через аккумуляторную батарею, определяется внутренним сопротивлением аккумулятора, его ЭДС и напряжением на выходе зарядного устройства.
Для его изменения, кроме других способов, можно регулировать напряжение на первичной обмотке. Самый удобный способ – использование тиристорного регулятора.
Модели для зарядки аккумуляторов
Зарядные устройства делятся на три группы:
- Пусковые. Предназначены для запуска двигателя при разряженном аккумуляторе. Использовать для зарядки батареи не рекомендуется – недостаточное напряжение и отсутствие регулировок.
- Зарядные. Предназначены для заряда аккумуляторов. Имеют ручную или автоматическую регулировку.
- Пуско-зарядные. Могут выполнять обе функции.
Принцип действия тиристорного регулятора
Тиристор имеет два состояния – открытый, в котором он пропускает электрический ток и закрытый. Открывается этот элемент при протекании тока через управляющий электрод и остается открытым, пока через тиристор идет ток.
Переменное напряжение в сети имеет синусоидальную форму. Тиристор, включенный в цепи нагрузки, открывается в определенный момент полуволны.
Это называется “угол открытия”. В результате этого через электроприбор ток протекает не все время, а только после перехода элемента в открытое состояние. Это меняет действующее значение напряжения на нагрузке.
Важно! Вольтметр измеряет действующее значение. Для надежной работы допустимое напряжение тиристоров должно соответствовать максимальному напряжению, которое больше в 1,4 раз. Для бытовой сети это 308В.
Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора
Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:
- Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода “+” и “-“. Вывода “~” подключаются в разрыв цепи вместо выключателя или последовательно с ним. Диодный мост выпрямляет напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.
- Использовать два тиристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор соединяются управляющие вывода.
Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.
Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:
- Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
- Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды.
Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные – тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов: - КУ 202Н – 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
- КУ 201л – 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
- КУ 201а – 25В, 30А, крепление – резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
- КУ 101г – 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
- КУ 104а – 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.
Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.Что представляет собой симистор
У тиристора есть недостаток, усложняющий его применение в сети переменного тока – он пропускает через себя только одну полуволну и на выходе вместо переменного напряжения получается постоянное пульсирующее. Поэтому эти приборы используются парами или вместе с диодным мостом. От этого недостатка свободен симистор.
Симистор внешне похож на тиристор. Также, как и тиристор, он открывается импульсом тока, протекающего через управляющий электрод, но этот прибор пропускает через себя обе полуволны и способен работать в сети переменного тока.
Принципиальная схема симисторного регулятора тока для активной и индуктивной нагрузки
Устройство симисторного регулятора аналогично тиристорному. Отличие в том, что симистор управляет обоими полярностями и поэтому нет необходимости использовать диодный мост или встречно-параллельное включение элементов.
Кроме того, для симистора не имеет значение полярность управляющего напряжения, что позволяет упростить схему импульсного управления.
Совет! Для регулировки симистором можно использовать диммер от лампы накаливания. Для этого он включается между анодом и управляющим электродом силового симистора.
Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке
Кроме тиристорных и симисторных регуляторов есть другие способы управления зарядным током в первичной обмотке трансформатора:
- Переключением выводов первичной обмотки. Недостаток в том, что эти вывода необходимо делать при намотке катушек.
- Подключением зарядного аппарата после ЛАТРА (лабораторного автотрансформатора). Его мощность должна быть не менее 160Вт.
- Переменным сопротивлением, подключаемым последовательно с трансформатором. Его параметры приблизительно 50-100Ом, мощностью 50Вт и зависят от конкретного зарядного.
Его мощность должна быть не менее 160Вт.Несмотря на появление современных зарядных устройств, аппараты с обычными трансформаторами есть у многих владельцев автомобилей, и регулировка аппарата по первичной обмотке позволяет обойтись без мощных тиристоров или добавочных сопротивлений.
Индивидуальные 50VDC 10A Выпрямитель uXcel Mini Тиристорное зарядное устройство, 50VDC 10A Выпрямитель uXcel Mini Тиристорное зарядное устройство Поставщики
Технические характеристики:
| >Зарядное устройство на базе микроконтроллера | | > Сенсорный дисплей | | >Ручное и автоматическое переключение |
| >Программируемое изменение подзарядки/подпитки более | | >Постоянное напряжение и ограниченный ток | | >Тревога и история событий и загрузка |
| >Очень высокая надежность благодаря тиристорам и естественному охлаждению | | >Сетевой трансформатор с отдельными обмотками | | >Сетевой вход с контактором |
| >Батарея внутри шкафа опционально | | > Простота обслуживания | | >Защита входных и выходных MCB |
Защита и сигнализация • Перегрузка/короткое замыкание • Входной и выходной предохранитель или выключатель • Защита от перегрева • Повышенное постоянное напряжение/пониженное постоянное напряжение • Сигнализация заземления • Размыкающий диод (дополнительно) | | |
| | Показания • Сеть вкл/вручную • Работа / Неисправность сети • BAT MCB вкл. • Плавающий/усиливающий • Замыкание на землю • Размыкающий диод (дополнительно) |
/ Load MCB вкл.приложений:
Электростанции； Передача и распределение； Подстанции； Непрерывные технологические процессы； Нефтегазовая Нефтехимическая промышленность； Железнодорожный транспорт
| ВВОД | |
| Номинальный вход Напряжение | 230 В переменного тока + 10% 1 фаза ( Другие напряжения могут быть настроены ) |
| Частота | 50Гц+5% |
| ВЫХОД | |
| Выходное напряжение | 50В |
| Выходное напряжение диапазон | 100%-150% номинал. Напряжение |
| Выходной ток | 10А |
| Напряжение пульсаций | В пределах 2% RMS (с батарея отключена) |
| Текущий | Ограничено до 110% In |
| Выход Регулирование | +1% для 198–242 В переменного тока напряжение питания |
| Аналоговый измерения | Выходной вольтметр и амперметр, вольтметр нагрузки и амперметр (тип падающего диода) |
| Локальные тревоги | Неисправность сети, выход пониженное напряжение, выходное перенапряжение, замыкание на землю |
| Режим операция | Повышение/поплавок, Ручной/автоматический |
| Защита | Перегрузка/короткое замыкание Цепь, Предохранители зарядного устройства, Аккумулятор и выключатель нагрузки, Защита от перегрева |
| Доступный языки | Английский, Испанский (необязательно) |
| ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ | |
| Кабинет Измерение | 1250Х* 800В* 500Д |
| Степень защита | IP31 |
| Цвет | RAL7032 |
| Операционная температура | от -6°C до 55°C |
| Хранилище температура | от -20°C до 70°C |
| Охлаждение | Естественное охлаждение |
| Влажность | от 10% до 95% не конденсация |
| Монтаж высота | До 1000 м над морем
уровень. До 3000 м со снижением мощности |
| Связь | сторона |
анализ цепи — зарядное устройство 12В не работает
спросил
Изменено 2 года, 6 месяцев назад
Просмотрено 411 раз
\$\начало группы\$У меня есть старое автомобильное зарядное устройство (12В 8А), на выходе которого 3,5В постоянного тока вместо 12В. Хотя я нашел похожую схему, но я не мог понять, как она работает. Я предполагаю, что после трансформатора центрального ответвления должны быть два сигнала 14 В (gr1, gr2) и общий сигнал, названный коричневым. gr1 и gr2 подключены к катоду тиристоров, тогда аноды, с другой стороны, подключаются к GND!
Думаю, схема работает с отрицательными полупериодами, а не с положительными! и что интересно нет конденсатора для сглаживания волн.
Коричневый сигнал распространялся по цепи и действовал как положительный сигнал. Я набросал схему в proteus, чтобы проследить вход до каждого узла схемы:
КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ и ЗЕЛЕНЫЙ цвета указывают на зарядку, аварийный режим и состояние полной зарядки соответственно. G1 и G2 — вентили тристоров 1 и 2.
Однако это не работает. Крышка 47u помещается, чтобы держать реле подключенным. Есть связь между gr1 (или gr2, какая разница?) и (-) обкладкой конденсатора 47u, если мы сохраним эту связь, то напряжения на выбранных узлах будут иметь вид: Corrupted Voltage waves
И при отключении этих двух (gr1 от (-) пластины 47u) будет получена следующая волна: плавные волны напряжения
Однако в любом случае амплитуда напряжения слишком мала.
Выход зарядного устройства находится между коричневым, подключенным к реле, и НУЛЕМ, где h должно быть ~12 или 13 В.
Не могли бы вы помочь мне найти проблему.
файл проекта proteus
- анализ схемы
- зарядное устройство
- proteus
У меня есть старое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора (12 В, 8 А), на котором есть 3,5 В постоянного тока.
его выход вместо 12В.Обычно выходное напряжение зарядного устройства недействительно, если аккумулятор не подключен. Показание напряжения 3,5 В указывает на то, что батарея не была подключена (или это была «разряженная» батарея).
Чтобы эта схема работала должным образом, вам необходимо подключить хорошую батарею 12 В. Возможно, вы это сделали и обнаружили, что он не заряжается из-за неисправности зарядного устройства. Если это так, то для диагностики неисправности необходимо оставить аккумулятор подключенным.
В вашей схеме есть несколько ошибок и некоторые сомнительные биты:
R41 должен идти к базе Q1, а не к эмиттеру.
R41 и R44 пропускают достаточный ток для включения Q1, даже если Q2 выключен. Я подозреваю, что R44 намного выше, чем 5,6k (56k?).
R46 и RV3 контролируют напряжение батареи, поэтому верхняя часть R46 должна идти к плюсу батареи, я предполагаю, что точка E(?) между D23 и нормально разомкнутым контактом реле.
Артикул стабилитрона D24 указывает на 4,3 В, что кажется слишком низким для «Vcc», если U1 действительно представляет собой µA741. Я подозреваю, что «Vcc» на самом деле подключается к другому концу R54.
После исправления этих ошибок я создал грубую симуляцию в LTspice. Вот схема (обратите внимание, что некоторые части являются заменителями или упрощениями, но должны быть достаточно близкими для этой симуляции): —
Без подключенной батареи среднее выходное напряжение составляло ~ 3 В. С подключенной батареей напряжение, конечно, было равно к нему, и аккумулятор начал заряжаться.
гр1 и гр2 подключаются к катоду тиристоров, затем к анодам с другой стороны идет на GND!
Так что я думаю, что схема работает с отрицательными полупериодами вместо позитивные!
Является ли полупериод «положительным» или «отрицательным», зависит от контрольной точки. Тиристоры подключены к «нижнему концу» вторичной обмотки каждого трансформатора, который является отрицательным концом, когда тиристоры включены.
SCR соединяет этот конец с землей, поэтому другой конец является положительным и излучает «положительный» полупериод. Когда SCR выключен, его катод «плавает» под или над землей в зависимости от полупериода.
нет конденсатора для сглаживания волн
Подходит для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора. Схема управления разряжает батарею между пиками сигнала сети. Зарядить полностью разряженный аккумулятор было бы интересно, хотя автомобильный аккумулятор не должен полностью разряжаться.
А при отключении gr1 от (-) пластины 47у будет получена следующая волна (график плавных волн напряжения): Однако в любом случае амплитуда слишком мала.
Если это соединение опущено, выходной сигнал трансформатора составляет ~30 В пик-пик на обоих концах трансформатора. Падение на тиристоре в 1 В означает, что для зарядки аккумулятора требуется 14 В, что кажется разумным.
