12.09.2023

Cargador en circuito triac. Cargador de tiristores para cargar baterías.

Los cargadores de automóvil de tiristores son muy populares entre los entusiastas de los automóviles caseros, en los que la energía de un potente transformador se suministra a la batería a través de un tiristor controlado por los pulsos que la abren desde el generador. En su forma más simple, el diagrama se verá así:

Y no hay nada de qué sonreír: realmente funciona y en algún momento se utilizó con éxito durante bastante tiempo. En el siguiente diagrama del circuito se muestra una versión más compleja, con un generador de impulsos independiente y control de los modos de carga (voltaje de la batería):

Pero si la experiencia lo permite, sería mejor montar un tercer tiristor de carga automática, que además de ser montado por muchas personas, tiene parámetros y capacidades bastante buenos.

Esquema y placa de circuito impreso de la memoria SCR.

La placa de circuito impreso está dibujada a mano con un rotulador. Puedes realizar el cableado tú mismo, por ejemplo basándose en esta imagen:

Parámetros del cargador

Tensión de salida 1 - 15 V
Límite de corriente hasta 8 A
Protección contra sobrecarga de batería.
Protección contra cortocircuitos de salida accidental
Protección contra inversión de polaridad

Descripción funcional del circuito.

El voltaje alterno del devanado secundario del transformador (aproximadamente 17 V) se suministra al puente tiristor-diodo controlado y luego, dependiendo de los pulsos de control provenientes del controlador, se suministra a los terminales de la batería.

El controlador consta de un transformador de red independiente, su voltaje es generado por el estabilizador LM7812, el doble multivibrador CD4538 realiza pulsos de control sobre los tiristores y tiene circuitos de control de voltaje de la batería que consisten en un optoacoplador CNY17 y una fuente de voltaje de referencia TL431 que funciona como comparador. .

Si el voltaje en la salida del TL431 (R) es inferior a 2,5 V (sistema divisor con PR2 con resistencias), la corriente no fluye a través del TL431 a través del LED2 y CNY17 debido al bloqueo del transistor BC238, lo que conduce a un estado alto en el reinicio. pin de entrada 13 del chip CD4538 y su funcionamiento normal (si se envían pulsos de control a las puertas del tiristor), si el voltaje aumenta (como resultado de la carga de la batería), entonces TL431 comienza a actuar, la corriente deja de fluir LED2 y CNY17, BC238 se activa y el estado bajo se aplica al pin 13, los pulsos de control de generación en la puerta del tiristor se detienen y el voltaje en la batería se apaga. La tensión de corte la establece PR4 en 14,4 V. El LED1 se vuelve cada vez más frecuente durante la carga y está casi en la etapa final.

También utilizamos 2 sensores de temperatura de 80 C, uno está pegado al radiador y el otro al devanado secundario del transformador de red, los sensores están conectados en serie. La activación del sensor provoca la desconexión del voltaje en el optoacoplador y el bloqueo del multivibrador CD4538 y la ausencia de señales de control de la puerta del tiristor.
El ventilador está permanentemente conectado a la batería.

El circuito tiene el interruptor AUT/MAN en la posición MAN, y el sistema de control automático de voltaje de la batería está desactivado y la batería se puede cargar manualmente monitoreando el voltaje.

Aquí hay varias opciones para conectar rectificadores y tiristores:

Esquema en la Fig. A. Encendido desfavorable, alta caída de tensión y fuerte calentamiento del puente más pérdidas en el tiristor. Ventajas: Se puede utilizar un disipador porque los puentes rectificadores suelen estar aislados de la carcasa.
Esquema en la Fig. B Las pérdidas más rentables son solo en tiristores. Pero dos radiadores.
Esquema en la Fig. CON moderadamente rentable. Tres o un radiador (con un radiador, un diodo Schottky doble o dos diodos con cátodo en el cuerpo).

Estos son los voltajes normales en los pines del chip CD4538:

1-0V
2 - de 11,5 V a 6 V al girar el potenciómetro P
3,16 - 12V
4,6,11 - de 2 V a 12 V al girar P
5 - aproximadamente 10 V
10,12 - aproximadamente 0,1 V
13 - aproximadamente 11,5 V con LED1 apagado
14 - alrededor de 12 V
15 — 0

El colector BD135 tiene aproximadamente 19,9 V. Para configuraciones más detalladas, necesitará un osciloscopio. El circuito es bastante simple y, si se ensambla correctamente, debería comenzar inmediatamente después de aplicar voltaje.

Foto del proceso de fabricación de carga.

El puente diodo-tiristor se coloca en placas separadas y puede conducir una corriente de hasta 20 A, los radiadores están aislados entre sí y de la carcasa. El devanado secundario del transformador está enrollado con un cable con un diámetro de aproximadamente 2 mm y, con enfriamiento forzado, puede proporcionar una salida a largo plazo de aproximadamente 8 A (suficiente para las necesidades de la mayoría de los entusiastas de los automóviles, cargando baterías de hasta 82 A/ h). Pero nada te impide instalar un transformador con una potencia aún mayor.

Aquí se utilizan cables de medición separados, que se conectan a los terminales de corriente.

Cargando la batería: la corriente de carga es 1/10 de la capacidad de la batería, después de un tiempo, dependiendo del grado de descarga, el LED1 comienza a parpadear y pronto se acerca a un voltaje de 14,4 V. Muy a menudo, la corriente de carga también cae, al final de Cargando el diodo se enciende casi todo el tiempo. Un condensador electrolítico introduce una pequeña histéresis en el pin R del TL431.

El costo de ensamblar un cargador casero está determinado por el transformador principal (160 W, 24 V), aproximadamente 1000 rublos, así como potentes diodos y tiristores. Por lo general, hay suficientes productos de este tipo en las tiendas de radioaficionados (así como estuches ya preparados para algo), por lo que lo ideal es que no cueste ni un centavo.

La figura muestra un diagrama de un cargador de tiristores, que automáticamente deja de cargar la batería de un automóvil cuando la batería está completamente cargada.

Principio de funcionamiento: la tensión de red de 220 V que llega a T1 se reduce y se suministra a los diodos rectificadores D1 D2, luego la tensión de 12 V se suministra de dos maneras a través de D3R1R2 y el tiristor de alta potencia D4. A través del primer circuito, la batería se carga con una corriente de solo 0,1A. El valor de esta corriente está cerca del valor de autodescarga de la batería, por lo que incluso una carga prolongada de la batería no la dañará y la mantendrá siempre en plena disponibilidad. La corriente la establece la resistencia R2.

El segundo circuito de carga pasa por el tiristor D4; a través de él puede fluir una corriente de hasta 6 A. El tiristor se controla mediante un diodo Zener D6 (8 V), un tiristor D7 y un divisor de voltaje en R5R6, cuyo punto medio está conectado a través del diodo D5 al electrodo de control D4. El nivel de terminación de la carga con una corriente alta se establece mediante un divisor de voltaje en R3 y un variable R4. El voltaje constante se elimina del motor R4 y controla el encendido y apagado del tiristor D7 a través del diodo zener D6.

El voltaje umbral al cual la batería está completamente cargada y la corriente de carga debe reducirse significativamente se establece usando la resistencia R4 individualmente para cada batería.

Al fabricar un cargador se requiere un transformador de 100V, cuyo devanado secundario debe estar diseñado para una tensión de 45V con un grifo desde el medio. Si no tiene el transformador necesario, puede tomar un transformador de potencia de un televisor viejo, dejando el devanado primario sin cambios y enrollar el devanado secundario a 45 V. El número de vueltas debe ser el siguiente: el número de vueltas para calentar el cátodo del cinescopio multiplicado por 7. El devanado debe estar hecho de alambre PEL, PEV-1, PEV-2 con un diámetro de 2 mm.

Literatura MRB 1018

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El dispositivo con control electrónico de la corriente de carga se fabrica sobre la base de un regulador de potencia de pulso de fase de tiristor. No contiene piezas escasas, y si se sabe que los elementos están en buen estado no requiere ajuste.

El cargador le permite cargar baterías de automóvil con una corriente de 0 a 10 A y también puede servir como fuente de energía regulada para un potente soldador de bajo voltaje, un vulcanizador o una lámpara portátil. La corriente de carga tiene una forma similar a la corriente de pulso, lo que se cree que ayuda a prolongar la vida útil de la batería. El dispositivo funciona a temperaturas ambiente de - 35 °C a + 35 °C.

El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 2.60.

El cargador es un regulador de potencia de tiristores con control de pulso de fase, alimentado desde el devanado II del transformador reductor T1 a través del diodo moctVDI + VD4.

La unidad de control de tiristores está hecha de un análogo del transistor unijuntura VT1, VT2. El tiempo durante el cual se carga el capacitor C2 antes de conmutar el transistor unijuntura se puede ajustar con una resistencia variable R1. Cuando el motor esté en la posición extrema derecha según el diagrama, la corriente de carga será máxima y viceversa.

El diodo VD5 protege el circuito de control del tiristor VS1 del voltaje inverso que se produce cuando se enciende el tiristor.

Posteriormente, el cargador se puede complementar con varios componentes automáticos (apagado al final de la carga, mantenimiento de la tensión normal de la batería durante el almacenamiento prolongado, señalización de la polaridad correcta de la conexión de la batería, protección contra cortocircuitos en la salida, etc.).

Las desventajas del dispositivo incluyen fluctuaciones en la corriente de carga cuando el voltaje de la red de iluminación eléctrica es inestable.

Como todos los reguladores de pulso de fase de tiristores similares, el dispositivo interfiere con la recepción de radio. Para combatirlos, debe proporcionar un filtro de red LC, similar al que se utiliza en las fuentes de alimentación de red conmutadas.

Condensador C2 - K73-11, con una capacidad de 0,47 a 1 µF, o. K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP.

Reemplazaremos el transistor KT361A con KT361B - KT361Ё, KT3107L, KT502V, KT502G, KT501Zh - KT50IK y KT315L con KT315B + KT315D KT312B, KT3102L, KT503V + KT503G, P307 en su lugar diodos adecuados KD105V, KD105G o. D226 con cualquier índice de letras.

Resistencia variable R1 - SP-1, SPZ-30a o SPO-1.

Amperímetro PA1: cualquier corriente continua con una escala de 10 A. Se puede fabricar independientemente de cualquier miliamperímetro seleccionando una derivación basada en un amperímetro estándar.

El fusible F1 es un fusible, pero es conveniente utilizar un disyuntor de 10 A o un fusible bimetálico de automóvil para la misma corriente.

Los diodos VD1 + VP4 pueden ser cualquiera para una corriente directa de 10 A y una tensión inversa de al menos 50 V (series D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).

Los diodos rectificadores y el tiristor se instalan sobre disipadores de calor, cada uno con una superficie útil de unos 100 cm2. Para mejorar el contacto térmico de los dispositivos con los disipadores de calor, es recomendable utilizar pastas térmicamente conductoras.

En lugar de un tiristor. KU202V se adaptará a KU202G - KU202E; Se ha comprobado en la práctica que el dispositivo funciona normalmente con tiristores más potentes T-160, T-250.

Cabe señalar que está permitido utilizar la pared metálica de la carcasa directamente como disipador de calor para el tiristor. Entonces, sin embargo, habrá un terminal negativo del dispositivo en la carcasa, lo que generalmente no es deseable debido al peligro de cortocircuitos accidentales del cable de salida positivo a la carcasa. Si monta el tiristor a través de una junta de mica, no habrá peligro de cortocircuito, pero la transferencia de calor empeorará.

El dispositivo puede utilizar un transformador reductor de red ya preparado de la potencia requerida con un voltaje de devanado secundario de 18 a 22 V.

Si el transformador tiene una tensión en el devanado secundario superior a 18 V, se debe sustituir la resistencia R5 por otra de mayor resistencia (por ejemplo, a 24...26 V, la resistencia de la resistencia se debe aumentar a 200 ohmios).

En el caso de que el devanado secundario del transformador se tome del medio, o haya dos devanados idénticos y el voltaje de cada uno esté dentro de los límites especificados, entonces es mejor fabricar el rectificador de acuerdo con un circuito estándar de onda completa usando dos diodos.

Cuando el voltaje del devanado secundario es de 28...36 V, se puede abandonar por completo el rectificador; su función la desempeñará simultáneamente el tiristor VS1 (la rectificación es de media onda). Para esta versión de la fuente de alimentación, es necesario conectar un diodo separador KD105B o D226 con cualquier índice de letras (cátodo a la resistencia R5) entre la resistencia R5 y el cable positivo. La elección de tiristores en dicho circuito será limitada: solo son adecuados aquellos que permiten el funcionamiento bajo voltaje inverso (por ejemplo, KU202E).

Para el dispositivo descrito, es adecuado un transformador unificado TN-61. Sus tres devanados secundarios deben estar conectados en serie y son capaces de entregar corriente hasta 8 A.

Todas las partes del dispositivo, excepto el transformador T1, los diodos rectificadores VD1 - VD4, la resistencia variable R1, el fusible FU1 y el tiristor VS1, están montados en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio de 1,5 mm de espesor.

Ver otros artículos sección.

Hoy en día disponer de un cargador de baterías es una parte integral para cualquier automovilista.

Por supuesto, puedes comprarte un buen cargador, pero no busqué formas fáciles y decidí armar algo propio. Recuerda el artículo. Esta es una continuación del trabajo sobre
cargador

Esta parte del cargador es el control principal de toda la carga, ya que es la encargada de suministrar la corriente de carga, que se puede configurar de 1 a 10A. Lo cual es suficiente para uso doméstico.

Elementos:

C1 = 1mF (160V)
F1 = 10A
R1 = 300
R2 = 6,8k
R3 = 3k
R4 = 110
R5 = 51
R6 = 150 (si el voltaje en el secundario del transformador es mayor, entonces es necesario instalar una resistencia de mayor valor)
R7 = 15k
T1 = KU202V (G, D y así sucesivamente. Si tan solo fueran adecuados para voltaje. Lo instalé en general Y)
VD1 = KD105B
VT1 = KT361A
VT2 = KT315A

Como puede ver, el dispositivo no es complicado y no contiene piezas escasas. Encontré todo lo que necesitaba en mi taller.

El proceso de carga es similar al pulsado, lo que, según muchos radioaficionados, tiene un efecto positivo en el rendimiento de la batería.

El dispositivo es un regulador de potencia de tiristor simple con control de pulso de fase. El tiristor está controlado por una unidad ensamblada sobre dos transistores. El tiempo durante el cual se cargará el condensador antes de cambiar el transistor se establece mediante una resistencia variable, que, de hecho, establece la corriente de carga.

El diodo sirve para proteger el circuito de control SCR del voltaje inverso.
El SCR necesita un buen radiador. No instalé un radiador más grande, pero instalaré un ventilador para enfriar.

No olvides utilizar cables del diámetro requerido.

El esquema es simplemente excelente, pero también tiene desventajas:
1. Las fluctuaciones en el voltaje de la fuente de alimentación provocan fluctuaciones en la corriente de carga, lo que es perjudicial para el cargador. Pero esto se puede solucionar, solo necesitas montar un estabilizador de 10A. Que haré
2. No hay protección contra cortocircuitos aparte del fusible.
3. El dispositivo interfiere con la red, lo que también se puede solucionar utilizando un filtro LC.

Aquí está mi dispositivo ensamblado.

Sello para un cargador ajustable en un SCR KU202