Всем привет! Сегодня покажу схему простого фазоимпульсного зарядного устройства с защитой от короткого замыкания и защитой от переполюсовки.
Характеристики схемы:
- Питание: 220В
- Максимальный ток заряда АКБ: 6А (пиковый 10А)
- Защиты: защита от которого замыкания и защита от переполюсовки
- Недостатки: нету стабилизации по току, отсутствие отключения по завершению заряда, тяжёлый вес (по современным меркам)
У меня на канале есть видео на данную тему, кому интересно можете просмотреть, буду рад вашему просмотру.
Начнем с того, что такое фазоимпульсная регулировка? Если посмотрим на фото с осциллографом то сразу все поймём. При снижении тока у нас срезаются полупериоды, чем больше снижаем ток, тем больше полупериод будет обрезаться. Тиристор работает в ключевом режиме, то есть он либо открыт, либо закрыт. КПД схемы благодаря этому будет выше. Как по мне это золотая середина между линейными и импульсными схемами.
Линейная схема всю лишнюю мощность превращает в тепло, и оно будет греться, притом довольно сильно. Но зато такие зарядные (на основе мощного реостата) будут почти не убиваемые и долговечны.
Импульсная схема, сейчас все более и более популярна. Есть разные защиты, большая мощность, лёгкий вес. Но вот схемотехника сего чуда увы не легка, и неопытный человек вряд-ли такое сделает.
В одном радио журнале нашел вот такую схему зарядного, наверняка её видели многие и собирали её тоже не одну тысячу раз. При правильной сборке заработает сразу и без никаких наладок. Но вот то что здесь нету почти никакой защиты это плохо. При коротком замыкании сгорит предохранитель (если он есть) и его придется заменить.
Вот немного доработанная схема. Был добавлен 1 транзистор, сразу появляется 2 защиты: защита от КЗ и переполюсовки, также есть индикация по правильности подключения. Не знаю как вам такая доработка, но пока что у меня оно работает так как надо.
Как это все работает? Сетевое переменное напряжение при помощи трансформатора преобразовывается в более низкое напряжение, затем оно выпрямляется диодным мостом, на выходе получим выпрямленное пульсирующее напряжение. Главный силовой регулирующий элемент схемы это у нас тиристор, просто так сам по себе он работать не у умеет, поэтому в схеме есть генератор частоты который построен на 2 транзисторах VT1 и VT2. Переменным резистором R1 мы регулируем ток заряда, а если точнее то мы регулируем время заряда конденсатора на 1мкф. При включении схемы конденсатор будет разряжен и на базе транзистора VT1 напряжение будет больше чем на эмиттере, он будет закрыт, на управляющий вывод тиристора ничего поступать не будет. Как только конденсатор зарядиться, напряжение на эмиттере VT1 будет больше чем на базе, транзистор откроется и напряжение поступит на тиристор. Тиристор тоже откроется и пойдет заряд, открыт он будет до той поры пока конденсатор не разрядиться. Тоесть в зависимости от времени заряда конденсатора мы получаем разную мощность на выходе схемы. Если заряд будет быстрым то на выходе будет максимальная мощность и наоборот, при длительном заряде конденсатора получим минимальную мощность на выходе.
Как работает защита. Когда аккумулятор не подключен на выходе зарядного ничего не будет, так как на базу VT3 ничего поступать не будет и он закрыт, на схему генератора напряжение тоже поступать не будет, тиристор закрыт. Если аккумулятор подключен правильно то его минус поступит на базу VT3, он откроется и пропустит питание на генератор, тиристор откроется пойдет процесс заряда. Если аккумулятор подключен не правильно то на базу поступает плюс с аккумулятора, транзистор не откроется и генератор не заработает, тиристор тоже будет закрыт. Также к выходу подключено 2 светодиода которые показывают правильно ли мы все подключаем. Защиту можно отключить, для этого надо включить кнопку S2, она будет шунтировать защитный транзистор VT3, но при не правильном подключении аккумулятора у нас сгорит предохранитель или тиристор или ещё что-то.
Какой трансформатор взять? Все зависит от того какой аккумулятор вы хотите заряжать. Допустим это у нас аккумулятор на 60Ач. Их нужно заряжать десятой частью от всей ёмкости. Тоесть получаем, что вторичка должна обеспечивать ток 6А. Хотя скажу так, я заряжаю намного меньшими токами, выставил 2А и пусть так стоит целый день. Напряжение вторички должно быть около 18-22В, если будет больше то ничего страшного, нужно лишь увеличить номинал резистора R5 до 200Ом или больше. Я взял трансформатор ТПП 322-220-50К по току и напряжению он мне подходит. Пару обмоток соединил параллельно, пару последовательно и в итоге получил по паспорту 20В 6А.
Диоды. Желательно брать советские так как они точно будут соответствовать своим характеристикам. В финальном устройстве по-любому буду использовать какие-то советские диоды, например Д245 они на 10А. Использовать готовую сборку в принципе можно, но есть очень много подделок. Использовать диоды формата 10А10 крайне не рекомендую так как их нельзя никак прикрутить к радиатору, а греться они будут ещё как.
Тиристор я возьму КУ202 он на 10А, для аккумуляторов больше чем 75А лучше взять уже тиристор помощнее.
Собрал всю схему на макетной плате, так как это быстро и удобно, но не так красиво как на печатной плате.
Но на всякий случай я сделал печатную плату в электронном формате, за основу была взята готовая разводка из радио журнала, кто хочет скачать файл, ссылка есть в описании под видеороликом.
Первое включение будет с выключенной защитой, вместо аккумулятора подключил лампочку и начал регулировать яркость, все работает.
Включил защиту и сделал тест на короткое замыкание, защита работает ничего не искрит не дымит, а как оно может дымить если на выходе нету никакого напряжения.
Затем подключил аккумулятор, с правильным подключением все работает хорошо, заряд идёт, также светиться зелёный светодиод.
Когда подключение неправильное (переполюсовка) то заряда никакого не будет и на плате светиться красный светодиод.
У некоторых людей может быть вопрос: почему тиристор может работать на постоянке, он же может только открыться, но не закроется никак, надо питание только отключать. Все верно, тиристор так и должен работать на чистой постоянке, но у нас же напряжение постоянное, пульсирующее. Конденсатора после моста нету, и если посмотрим на осциллограф то увидим что между полупериодами напряжение отсутствует и за это время тиристор успевает закрыться. Так что в этой схеме конденсатор после моста ставить не надо, потому что зарядное работать не будет, просто на выходе будет максимальная мощность и без регулировки.
Также есть вопрос к людям которые делали свои зарядные. Если не сложно можете поделиться своим опытом и показать схему зарядного которую вы делали и которая вам понравилась. Вообще есть ли смысл сейчас делать фазоимпульсные схемы? Спасибо за ответ и помощь!
Ну и наконец что могу сказать, данная схема мне понравилась, работает все нормально, думаю её можно немного доработать и добавить автоматику которая будет отключать аккумулятор по завершению заряда. На этом пожалуй буду заканчивать, спасибо за внимание, до встречи.
