Схема регулятора тока для зарядного устройства

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Как всегда неожиданно пришли холода и снова пришло понимание, что нужно купить для аккумулятора машины зарядный выпрямитель. Все знают, что мороз не нравится батареям, а потому подзаряжать их от сети 220 В приходится чаще. Решено было не инвестировать в дешевые китайские автозарядки из супермаркетов, а попытаться что-то сделать самому.

Зарядное устройство должно заряжать / перезаряжать аккумулятор в автомобиле и на мотоцикле. Предполагалось также, что регулировка тока зарядки будет относительно простой в исполнении, потому что не каждый понимает настройки всяких там HTRC T240. Чтобы плавно настраивать ток, можно использовать эту очень простую схему:

Схема регулятора тока для зарядного устройства
Схема регулятора тока для зарядного устройства
Схема регулятора тока для зарядного устройства

Здесь используются обычные резисторы 0.125 Вт, но решено было поставить 0.5 Вт, из-за высокого напряжения. Также добавлен в схему также второй предохранитель на вторичной стороне трансформатора (10 A) на всякий случай, конденсатор фильтра 2200 мкФ 25 В и вольтметр со шкалой до 20 вольт. Диодный мост KBPC2510. Остальное, как на принципиальной схеме.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Выбор трансформатора для зарядного

В гараже нашелся какой-то старый советский трансформатор 15 В 120 VA и решено было использовать именно его в качестве основы для сборки выпрямителя.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

В целом выпрямитель работает очень хорошо. После подключения лампы H4 55/60w напряжение падает примерно до 12 В, и это тоже неплохо.

Это первый вариант зарядного, во втором (сделанном на заказ) использовался тороидальный трансформатор 100W 11V 9A (предназначенный для питания галогенок), и после выпрямителя там получалось более 15 В на конденсаторе.

Теоретически достаточно подключить к цепи вторичного питания (после диодов моста) конденсатор около 100 мкФ / 25 В и измерить напряжение на нем, если оно достигнет 16-17 В все нормально и вы можете безопасно построить на этом трансформаторе ЗУ к АКБ.

Важно: трансформатор должен давать номинальное напряжение 12 В при нагрузке, а не 12 В на холостом ходу – это напряжение слишком низкое. Если мы используем двухтактный выпрямитель – напряжение будет около 16 В. Использование диодов Шоттки даст еще больше прирост – до 17 В. Напряжение сетки также важно – если намного меньше 220 В – не будем иметь достаточного напряжения.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Если при нагрузке напряжение падает до 12-13 В, батарея не будет полностью заряжена. Для выпрямителя требуемое напряжение составляет около 16 В! Хотя правильное зарядное напряжение – 13,8 В – 14,4 В, рекомендуется с учётом просадки на пару вольт подавать выше.

Полезное:  Схема профессионального лабораторного БПСхема регулятора тока для зарядного устройства

Естественно при управлении симистором в первичной обмотке присутствует постоянная составляющая тока, приводящая к насыщению сердечника и многим другим нежелательным явлениям, таким как гудение трансформатора.

Большинство трансформаторов, питающихся таким образом, имеют более-менее проявляющиеся подобные симптомы, но лишь немногие не подходят вообще. В конце концов их можно устранить или заметно ослабить (силовые резисторы).

Или вообще изменить тип контроля зарядного тока на такой.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Зарядное устройство с регулировкой первичной обмотки трансформатора

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.

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.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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 регулятора тока для зарядного устройства

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.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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.
Читайте также:  Подключение светодиодной ленты сечение провода

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

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.

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.

Обзор схем зарядных устройств автомобильных аккумуляторов

Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных
батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную
работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей
производят током, значение которого можно определить по формуле

I=0,1Q

где I — средний зарядный ток, А., а Q — паспортная
электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.

Зарядный ток, рекомендуемый в инструкции по
эксплуатации аккумуляторной батареи, обеспечивает оптимальное
протекание электрохимических процессов в ней и нормальную работу в
течение длительного времени.

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного
аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и
регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют
проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы
тока.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная
тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и
увеличивает вероятность выхода его из строя.

Для регулировки зарядного тока можно использовать
магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной
(сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных
сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная
схема такого устройства приведена на рис.
2.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется
лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе,
поэтому нагрев устройства незначителен.

Недостатком схемы на Рис. 2 является необходимость
обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора
раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20В).

Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку
12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток
зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена
на Рис. 3.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Предусмотрена возможность автоматического выключения
устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится
кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в
ней.

Выключателями Q1 — Q4 можно подключать различные
комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.

Переменным резистором R4 устанавливают порог
срабатывания реле К2, которое должно срабатывать при
напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью
заряженной батареи.

На Рис. 4 представлена схема еще одного зарядного устройства, в
котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального
значения.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Изменение тока в нагрузке достигается регулированием
угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на
однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется
положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда
аккумулятора 10А , устанавливается амперметром. Защита устройства обеспечена со стороны сети и
нагрузки предохранителями F1 и F2.

Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4),
размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:

Схема регулятора тока для зарядного устройства

В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора
должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и
соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое
больше мощности, потребляемой аккумулятором.

  • Названное обстоятельство является существенным
    недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором
    (тиристором).
  • Примечание:
  • Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и
    тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.

Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а
следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, если регулирующий элемент перенести из цепи
вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. Схема такого устройства показана на рис.
5.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен
примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1
включен в диагональ выпрямительного моста VD1 — VD4.

Поскольку ток
первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока
заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно
небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на
радиаторы.

Кроме того, применение тринистора в цепи первичной
обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой
зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока
(что также приводит к повышению КПД зарядного устройства).

К
недостатку этого зарядного устройства следует отнести
гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что
необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения
(например, использовать переменный резистор с пластмассовой
осью).

Вариант печатной платы зарядного устройства на
рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Примечание:

Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8
необходимо установить на радиаторы.

В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик
VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3
типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых
стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта
(КС482, Д808, КС510 и др.).

Транзистор VT1 однопереходной, типа
КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с
рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.).
Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.

см, а
если радиаторы будут сильно нагреваться, в
корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для
обдува.

Регулятор тока зарядного устройства

В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.

Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Вариант реализации такого блока до безобразия прост  и собран на одном элементе ОУ.
Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер.

  • Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.
  • Схема регулятора тока для зарядного устройства
Читайте также:  Структурная формула натурального каучука

Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.

  1. Схема регулятора тока для зарядного устройства
  2. Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.
  3. Схема регулятора тока для зарядного устройстваСхема регулятора тока для зарядного устройства
  4. Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081

Автор; АКА Касьян

Простое регулируемое автомобильное зарядное

Попалась в интернете схема двухканального зарядного устройства. Я не стал делать сразу на два канала, так как не было необходимости — собрал один. Схема вполне рабочая и заряжает прекрасно.

Схема ЗУ для автоаккумуляторов

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Характеристики зарядного устройства

  • Напряжение сети 220 В.
  • Выходное напряжение 2 х 16 В.
  • Ток заряда 1 — 10 А.
  • Ток разряда 0,1 — 1 А.
  • Форма тока заряда – однополупериодный выпрямитель.
  • Ёмкость аккумуляторов 10 — 100 А/ч.
  • Напряжение заряжаемых аккумуляторов 3,6 — 12 В.

Описание работы: это зарядно-разрядное устройство на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, что очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.

Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов сероводорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин. 

Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда. В инструкциях заводов изготовителей перед зарядкой аккумулятора требуется произвести разрядку, то есть провести формовку пластин перед зарядом.

Искать подходящую разрядную нагрузку нет необходимости, достаточно выполнить соответствующее переключение в устройстве. Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С от ёмкости аккумулятора в течении 20 часов.

Схема позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока.
 
Регуляторы тока представляют ключевые регуляторы на мощных полевых транзисторах VT1,VT2.

В цепях обратной связи установлены оптопары, необходимые для защиты транзисторов от перегрузки.

При больших токах заряда влияние конденсаторов C3,C4 минимальное и почти однополупериодный ток длительностью 5 мс с паузой в 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумуляторов, за счёт паузы в цикле восстановления, не возникает перегрева пластин и электролиза, улучшается рекомбинация ионов электролита с полным использованием в химической реакции атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2,С3 работая в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1,VD2, создают дополнительный импульс для расплавления крупнокристаллической сульфатации и переводе окисла свинца в аморфный свинец.

Регуляторы тока обеих каналов R2, R5 питаются от параметрических стабилизаторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4.

Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Транзисторы оптопар U1, U2 предназначены для шунтирования напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке зарядным или разрядным токами.

Напряжение управления снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничительные резисторы R9, R10 на светодиоды оптопар.

При повышенном напряжении на резисторах R13, R14 транзисторы оптопар открываются и снижают напряжение управления на затворах полевых транзисторов, токи в цепи сток-исток понижаются.

Режим заряда устанавливается переключателями SA1, SA2 в верхнее положение, разряда в нижнее положение. Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы. Светодиоды HL1, HL2 показывают правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

После подключения аккумулятора переключатель режима SA1 или SA2 переводится в режим разряда. Регулятором тока, при включенной сети, устанавливается ток разряда в указанных выше пределах.

После снижения тока разряда до нулевого значения через 6-10 часов переключатель режима переводится в верхнее положение – заряд, регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока.

Через 6-10 часов заряда ток должен упасть до величины подзаряда.

Далее провести повторный разряд. При полной ёмкости 10-ти часового разряда (напряжение не ниже 1,9 Вольта на элемент), провести повторный 10-ти часовой заряд.

Проводить зарядно-разрядный цикл аккумулятора рекомендуется даже при отличном его состоянии, легче кристаллизацию устранить в начале эксплуатации и не ждать когда она перейдёт в «застарелую» сульфатацию с ухудшением всех параметров аккумулятора.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Сделал печатку под схему, надеюсь кому нибудь потребуется. На схеме есть опечатка, оптотрон не АОУ110Б (таких нет в природе), а АОТ110Б. В качестве диода VD1, применил КД213 и установил его на радиатор.

Насчёт замены оптотрона, тут как мне кажется подойдут из современных 4N32, ну а симисторная оптопара MOC3062 не знаю.

В принципе а почему бы и нет?! Если предварительно на макетке собирать, то можно многие оптопары «обкатать» на этой схеме.

Схема регулятора тока для зарядного устройства

Испытания уже проводил без корпуса. При токе зарядки 5 А, радиатор транзистора еле тёплый, радиатор диода КД213 немного сильнее нагрет. Аккумулятор автомобиля заряжался около часа, ток зарядки упал до номинального при достижении 14,8 вольт.

Напряжение окончания зарядки выбрал с помощью резистора R11, резистор установил многооборотный, на переднюю панель не стал ставить R11, так как нет необходимости. Просто выставил напряжение окончания и всё. Да, сильно греется R13, на схеме он 10 Вт, может придётся установить ещё более мощный.

На этом всё, с вами был Demo.

   Форум по ЗУ

   Форум по обсуждению материала Простое регулируемое автомобильное зарядное

Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств

  • Мы уже рассматривали много схем регуляторов напряжения для самых разных целей, сегодня же я вам покажу три простые схемы регуляторов постоянного тока, которые стоит взять на вооружение, так как они универсальны и могут быть использованы не только в зарядных устройствах, но и во многих самодельных конструкциях, включая и лабораторные блоки питания.
  • Регулятор тока по идее не многим отличается от регулятора напряжения, стоит заметить, что есть понятие стабилизатор тока.
  • В отличие от регулятора он поддерживает стабильный выходной ток независимо от напряжения на входе и выходной нагрузки.
  • Сегодня мы рассмотрим пару вариантов стабилизатора и один регулятор общего применения, стабилизатор тока неотъемлемая часть любого нормального лабораторного блока питания или зарядного устройства, предназначен он для ограничения тока подаваемого в нагрузку.
  • Важный момент… во всех трех вариантах в качестве датчика тока использованны шунты, по сути это низкоомные резисторы, для увеличения выходного тока любой из перечисленных схем нужно будет снизить сопротивление шунта экспериментальным образом.

Кстати ссылки на все печатные платы найдёте в конце статьи. Нужное значение тока выставляют вручную, как правило вращением переменного резистора.

Все три варианта которые мы сегодня рассмотрим работают в линейном режиме, а значит силовой элемент — транзистор. При больших нагрузках будет нагреваться и нуждается в охлаждении.

  1. Постараюсь пояснить принцип работы схем максимально простыми словами…
  2. Первая схема отличается максимальной простотой и доступностью компонентов, всего два транзистора, один из них управляющий, второй же является силовым, по которому протекает основной ток.
  3. Датчик тока или шунт представляет из себя низкоомный проволочный резистор, при подключении выходной нагрузки на этом резисторе образуется некоторое падение напряжения, чем мощнее нагрузка, тем больше падение.
  4. Такого падения напряжения достаточно для срабатывания управляющего транзистора, чем больше падение, тем больше приоткрыт этот транзистор.
  5. Резистор R1 задаёт напряжение смещения для силового транзистора, именно благодаря ему основной транзистор находится в открытом состоянии.
Читайте также:  Планка для кладки кирпича

Ограничение тока происходит за счет того, что напряжение на базе силового транзистора, которое было образовано резистором R1, грубо говоря затухается или замыкается на плюс питания через открытый переход маломощного транзистора. Этим силовой транзистор будет закрываться, следовательно ток протекающий по нему уменьшается вплоть до полного нуля.

  • Резистор R2 по сути обычный делитель напряжения, которым мы можем задать как бы степень приоткрытости управляющего транзистора, а следовательно управлять и силовым транзистором, ограничивая ток протекающий по нему.
  • Увеличить общий ток коммутации этой схемы, можно дополнительными силовыми транзисторами, подключенных параллельно.
  • Так как характеристики даже одинаковых транзисторов будут отличаться, в их коллекторную цепь добавлены резисторы, они предназначены для выравнивания токов через транзисторы, чтобы последние были нагружены равномерно.
  • Вторая схема построена на базе операционного усилителя, её неоднократно использовал в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, в отличие от первого варианта эта схема является именно стабилизатором тока.
  • Как и в первой схеме, тут также имеется датчик тока или шунт, операционный усилитель фиксирует падение напряжения на этом шунте, всё по уже знакомой нам схеме.
  • Усилитель сравнивает напряжение на шунте с опорным, которое задается стабилитроном.
  • Переменным резистором мы искусственно меняем опорное напряжение, операционный усилитель в свою очередь постарается сбалансировать напряжение на входах, путём изменения выходного напряжения.
  • Выход операционного усилителя управляется мощным полевым транзистором.
  • То есть, принцип работы мало, чем отличается от первой схемы за исключением того, что тут имеется источник опорного напряжения в лице стабилитрона.
  • Эта схема также работает в линейном режиме и силовой транзистор при больших нагрузках будет сильно нагреваться и ему необходим радиатор, кстати возможно применение биполярных транзисторов.
  • Последняя схема построена на базе популярной интегральной микросхемы стабилизатора LM317, это линейный стабилизатор напряжения но имеется возможность использовать микросхему в качестве стабилизатора тока.

Нужный ток задается переменным резистором. Недостатком схемы является то, что основной ток протекает именно по ранее указанному резистору и естественно тот нужен мощный, очень желательно использование проволочных резисторов.

  1. Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.
  2. Максимально допустимый ток для микросхема LM317 составляет около полтора ампера, увеличить его можно дополнительным силовым транзистором,
  3. в этом случае микросхема уже будет в качестве управляющей, следовательно нагреваться она не будет.
  4. Взамен будет нагреваться транзистор и от этого никуда не денешься.
  5. Архив к статье;
  6. Автор; АКА Касьян

Популярное;

  • Простой регулятор напряжения на LM317, схема
  • Преобразователь напряжения +U в -U на микросхеме CD4049, схема.
  • Стабилизатор напряжения с регулируемой нагрузкой для ЗУ
  • Схемы зарядных устройств (с использованием LM317, LM338)
  • Маломощный лабораторный источник питания на LM317
  • Три источника питания для автомобиля с 24 на 12 вольт.
  • Стабилизатор тока для светодиодов
  • Простой стабилизатор напряжения к зарядному устройству

Характеристика регулятора

По своему виду приспособления могут изготавливаться в портативном или стационарном исполнении. Устанавливаются они в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном.

Устройства могут крепиться с использованием дин-рейки или встраиваться в различные блоки и приборы. Конструктивно регуляторы возможно изготовить как корпусными, так и без помещения в корпус.

К основным характеристикам устройств относят следующие параметры:

  1. Плавность регулировки. Обозначает минимальный шаг, с которым происходит изменение величины разности потенциалов на выходе. Чем он плавнее, тем точнее можно выставить значение напряжения на выходе.
  2. Рабочая мощность. Характеризуется значением силы тока, которое может пропускать через себя прибор продолжительное время без повреждения своих электронных связей.
  3. Максимальная мощность. Пиковая величина, которую кратковременно выдерживает устройство с сохранением своей работоспособности.
  4. Диапазон входного напряжения. Это значения входного сигнала, с которым устройство может работать.
  5. Диапазон изменяемого сигнала на выходе устройства. Обозначает значения разности потенциалов, которое может обеспечить устройство на выходе.
  6. Тип регулируемого сигнала. На вход устройства может подаваться как переменное, так и постоянное напряжение.
  7. Условия эксплуатации. Обозначает условия, при которых характеристики регулятора не изменяются.
  8. Способ управления. Выставление выходного уровня сигнала может осуществляться пользователем вручную или без его вмешательства.

Вам это будет интересно Работа сторонних сил в цепи постоянного тока и источники ЭДС

Импульсно-резонансный преобразователь

Импульсно-резонансные преобразователи конструкции к,т.н. Н. М. Музыченко, один из которых показан на рис.

4,27, в зависимости от формы тока в ключе VT1 делятся на три разновидности, в которых коммутирующие элементы замыкаются при нулевом токе, а размыкаются — при нулевом напряжении.

На этапе переключения преобразователи работают как резонансные, а остальную, большую, часть периода — как импульсные.

Рис. 27. Схема импульсно-резонансного преобразователя Н. М. Музыченко.

Отличительной чертой таких преобразователей является то, что их силовая часть выполнена в виде индуктивно-емкостного моста с коммутатором в одной диагонали и с коммутатором и источником питания в другом. Такие схемы (рис. 27) отличаются высокой эффективностью.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

Узлы и схемы импульсных преобразователей

Задающий генератор (рис. 4) импульсных преобразователей с нестабилизированным выходным напряжением (рис. 5, 6) на микросхеме КР1006ВИ1 работает на частоте 65 кГц. Выходные прямоугольные импульсы генератора через RC-цепоч-ки подаются на транзисторные ключевые элементы, включенные параллельно.

Катушка индуктивности L1 выполнена на ферритовом кольце с внешним диаметром 10 мм и магнитной проницаемостью 2000. Ее индуктивность равна 0,6 мГн. Коэффициент полезного действия преобразователя достигает 82%.

Рис. 4. Схема задающего генератора для импульсных преобразователей напряжения.

Рис. 5. Схема силовой части повышающего импульсного преобразователя напряжения +5/12 В.

Рис. 6. Схема инвертирующего импульсного преобразователя напряжения +5/-12 В.

Амплитуда пульсаций на выходе не превышает 42 мВ и зависит от величины емкости конденсаторов на выходе устройства. Максимальный ток нагрузки устройств (рис. 5, 6) составляет 140 мА.

В выпрямителе преобразователя (рис. 5, 6) использовано параллельное соединение слаботочных высокочастотных диодов, включенных последовательно с выравнивающими резисторами R1 — R3.

Вся эта сборка может быть заменена одним современным диодом, рассчитанным на ток более 200 мА при частоте до 100 кГц и обратном напряжении не менее 30 В (например, КД204, КД226).

В качестве VT1 и VT2 возможно использование транзисторов типа КТ81х структуры п-р-п — КТ815, КТ817 (рис. 4.5) и р-п-р — КТ814, КТ816 (рис. 6) и другие.

  Плавка золота в домашних условиях: пошаговая инструкция

Для повышения надежности работы преобразователя рекомендуется включить параллельно переходу эмиттер — коллектор транзистора диод типа КД204, КД226 таким образом, чтобы для постоянного тока он был закрыт.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector