Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Sterownik prostownika z ograniczeniem prądu i napięcia...

ks_robak 02 Jan 2014 20:01 15801 30
  • #1
    ks_robak
    Level 15  
    Buduję prostownik do ładowania akumulatorów 12V z możliwością regulacji prądu i ograniczeniem napięcia ładowania do 14,4V. Na razie wszystko jest zrobione "na pająku" ale działa, i jeśli nikt z Forowiczy nie wskaże mi błędów lub poprawek, zostanie w takiej formie jak na schemacie.
    Transformator jest zasilany poprzez sterownik fazowy a sprzężenie zwrotne zrealizowałem na transoptorze 4N25.
    Prąd ładowania spada do niemal zera, kiedy napięcie na akumulatorze uzyska wartość 14,4V - ustawione PR2.
    Prostownik startuje dopiero po podłączeniu do akumulatora, maksymalny wydatek prądowy jest regulowany potencjometrem P1 w zakresie 0,5-15A (max. prąd dostosowany do transformatora).

    Transformator TR2 to kilkuwatowy transformatorek sieciowy, w którym wyciąłem uzwojenie pierwotne i zastąpiłem je jednym zwojem z przewodu 4mm2. Uzwojenie wtórne zostawiłem, choć wystarczyło by znacznie mniej zwojów - stąd te 3 zenerki 24V w szeregu.



    Po ustawieniu maksymalnego prądu, w tym przypadku 15A, można prostownika używać do pomocy w rozruchu - mimo dużego zapotrzebowania prostownik nie "puści" więcej niż 15A.

    Czekam zatem na krytykę :-)


    Sterownik prostownika z ograniczeniem prądu i napięcia...
  • #2
    User removed account
    User removed account  
  • #3
    szczywronek
    Level 27  
    ks_robak wrote:
    Czekam zatem na krytykę
    Brakuje bezpiecznika/ów :)

    Jako pesymista dołożyłbym jakieś proste zabezpieczenie nadnapięciowe na wypadek uszkodzenia układu sterowania. Do pełni szczęścia brakuje regulacji napięcia końcowego ;)
  • #4
    Markos85
    Level 18  
    Nareszcie coś nowego w temacie prostowników. Jeżeli chodzi o krytykę dwa szczegóły, pierwszy to transformator tr2 - już kolega WojcikW wyjaśnił. Druga sprawa jest taka, że nie ma tu możliwości wyłączenia triaka, więc prostownik może puścić prąd większy niż nastawiono przez kilka milisekund, ale to nie powinno nawet spalić bezpiecznika, który swoją drogą powinien być po stronie pierwotnej.
  • #5
    ks_robak
    Level 15  
    Jeśli chodzi o zabezpieczenia, to oczywiście będą. Bezpiecznik po stronie zasilania oraz bezpiecznik w obwodzie akumulatora.

    Przekładnik prądowy przysporzył mi sporo problemów... O ile sterownik płynnie reagował obniżeniem prądu na osiągnięcie maksymalnego poziomu napięcia na akumulatorze, to z kolei z regulacją prądu już tak fajnie nie było. Układ wpadał w jakieś oscylacje, amperomierz radośnie wymachiwał wskazówką i dopiero kiedy dodałem zenerki DZ2, 3 i4, oraz dwa kondensatory C8, C9, oraz rezystor R12 wszystko się uspokoiło i regulacja przebiega bardzo płynnie w całym zakresie regulacji.
    Zrobię próby z obciążeniem TR2 jakąś mniejszą rezystancją, bo rzeczywiście mogą się w nim indukować niezłe szpilki...
  • #6
    User removed account
    User removed account  
  • #7
    ks_robak
    Level 15  
    Markos85 wrote:
    nie ma tu możliwości wyłączenia triaka, więc prostownik może puścić prąd większy niż nastawiono przez kilka milisekund


    U2008 ma opcję (którą sobie odpuściłem) łagodnego startu zależnego od kondensatora włączonego pomiędzy nogę 1 a masę - jutro przetestuję...
  • #8
    andrzej lukaszewicz
    Level 40  
    ks_robak wrote:
    eśli chodzi o zabezpieczenia, to oczywiście będą. Bezpiecznik po stronie zasilania oraz bezpiecznik w obwodzie akumulatora, lub dioda zabezpieczająca mostek prostowniczy przed uszkodzeniem w przypadku odwrotnego podłączenia do akumulatora.

    Brakuje też filtra przeciwzakłóceniowego i przepięciowego dwójnika RC. Do tego dodałbym też jakiś warystor 250VAC za bezpiecznikiem.

    Zamieniałeś bieguny (specjalnie) - jeśli nie to zrób to i zobacz jakie są straty i jak ustrzec urządzenie przed takim przypadkiem, bo wcześniej czy później do tego dojdzie.
  • #9
    ks_robak
    Level 15  
    Dołożenie kondensatora odpowiedzialnego za łagodny start U2008 nie zapobiegło PIK'nięciu prądu po włączeniu zasilania - nie bardzo to rozumiem - odpuściłem na razie...

    "Zatkałem", tak jak sugerował WojcikW, przekładnik rezystorem 56Ω. Obwód regulacji prądu znacznie się uprościł a działa podobnie. Dzięki.

    Poprawiony schemat:
    Sterownik prostownika z ograniczeniem prądu i napięcia...
  • #10
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    WojcikW wrote:

    Druga uwaga dotyczy koncepcji regulacji po stronie pierwotnej transformatora. Niektóre transformatory nie chcą "współpracować" z takim układem gdy nie są obciążone po stronie wtórnej.

    Z praktyki wiem, że wiele transformatorów w ogóle nie chce poprawnie pracować gdy są tak zasilane. Buczą, podskakują na stole, pobierają ogromny prąd "skokowo" przy regulacji triakiem. I to składane z kształtek jak i toroidy.
    Jaki transformator masz w układzie?
    Domyślam się, że "pochwalisz" się gotowym projektem w dziale DIY - może wypadałoby sprawdzić jak różne transformatory się w tym układzie sprawowały aby coś na ten temat napisać?
  • #11
    ks_robak
    Level 15  
    trymer01 wrote:
    Z praktyki wiem, że wiele transformatorów w ogóle nie chce poprawnie pracować gdy są tak zasilane. Buczą, podskakują na stole, pobierają ogromny prąd "skokowo" przy regulacji triakiem. I to składane z kształtek jak i toroidy.
    Jaki transformator masz w układzie?
    Domyślam się, że "pochwalisz" się gotowym projektem w dziale DIY - może wypadałoby sprawdzić jak różne transformatory się w tym układzie sprawowały aby coś na ten temat napisać?


    Nigdy nie spotkałem się z jakąś nienormalną pracą transformatora zasilanego przez triak. Naprawiałem wiele prostowników z ordynarnym, najprostszym z możliwych, sterowaniem na triaku i prymitywnie wykonanymi transformatorami i nie zauważyłem żadnych dziwnych zachowań. Moim skromnym zdaniem problem może leżeć po stronie samego sterownika, a może jest umieszczony zbyt blisko transformatora... ?

    Mam transformatory EI ze starych UPS'ów, z czasów gdy jeszcze ich zawartość odpowiadała opisowi na obudowie...

    Materiału mam na kilka prostowników. Myślę, że zrobię z 5 szt. bo znajomi mnie molestują... Oczywiście pokażę gotowy egzemplarz ale myślę, że to będzie nie wcześniej niż za jakieś 3 tygodnie...
  • #12
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    ks_robak wrote:
    trymer01 wrote:
    Z praktyki wiem, że wiele transformatorów w ogóle nie chce poprawnie pracować gdy są tak zasilane. Buczą, podskakują na stole, pobierają ogromny prąd "skokowo" przy regulacji triakiem. I to składane z kształtek jak i toroidy.
    Jaki transformator masz w układzie?
    Domyślam się, że "pochwalisz" się gotowym projektem w dziale DIY - może wypadałoby sprawdzić jak różne transformatory się w tym układzie sprawowały aby coś na ten temat napisać?


    Nigdy nie spotkałem się z jakąś nienormalną pracą transformatora zasilanego przez triak. Naprawiałem wiele prostowników z ordynarnym, najprostszym z możliwych, sterowaniem na triaku i prymitywnie wykonanymi transformatorami i nie zauważyłem żadnych dziwnych zachowań. Moim skromnym zdaniem problem może leżeć po stronie samego sterownika, a może jest umieszczony zbyt blisko transformatora... ?

    Nie wiem, jakie znaczenie mogłoby mieć umieszczenie sterownika w pobliżu transformatora.
    hmm, a zwróciłeś uwagę na to?
    WojcikW wrote:

    Druga uwaga dotyczy koncepcji regulacji po stronie pierwotnej transformatora. Niektóre transformatory nie chcą "współpracować" z takim układem gdy nie są obciążone po stronie wtórnej.

    Zapewniam Cię, że zdarzyło mi się to wiele razy - bo też i wiele takich prostowników zrobiłem. Na transformatorach składanych z kształtek, bo wtedy toroidów nie było.
    Ale n/t toroidów jest np. temat tu:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2688175.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2424296-30.html
    Jest na ten temat sporo tematów na elektrodzie, łącznie z wyjaśnieniem tego zjawiska - w skrócie chodzi o to, że brak symetrii między tak "cietymi" połówkami sinusoidy powoduje powstanie składowej stałej w uzwojeniu, czego transformator nie lubi.
  • #13
    User removed account
    User removed account  
  • #14
    ks_robak
    Level 15  
    trymer01 wrote:
    Nie wiem, jakie znaczenie mogłoby mieć umieszczenie sterownika w pobliżu transformatora.

    Przyszło mi do głowy, że gwałtownie narastające napięcie w momencie wyzwolenia triaka, powoduje impuls elektromagnetyczny, który może indukować w obwodach sterownika napięcie wpływające na triak... no dobra, to chyba jednak mało błyskotliwe ;-)


    trymer01 wrote:
    hmm, a zwróciłeś uwagę na to?
    WojcikW wrote:
    Druga uwaga dotyczy koncepcji regulacji po stronie pierwotnej transformatora. Niektóre transformatory nie chcą "współpracować" z takim układem gdy nie są obciążone po stronie wtórnej.

    Jak już pisałem w pierwszym poście, kiedy napięcie na akumulatorze osiągnie 14,4V prąd spada do ok. 2/10 ampera ale nie zauważyłem żadnych niestabilności... Czyli chyba moich transformatorów ten problem nie dotyczy.
  • #15
    ks_robak
    Level 15  
    Kolejne zmiany. Górny zakres prądu dało się zrealizować z pominięciem tranzystorów, co ma tę zaletę, że zabezpiecza prostownik na wypadek gdyby coś się stało z elementami sterującymi tranzystorami. PR'ka za 7805 załatwia temat - dioda w 4n25 zaświeci tylko tyle, ile prądu puści PR3.
    Jeszcze trzeba wykombinować jakieś zabezpieczenie, na wypadek przekroczenia 14,4V na akumulatorze.

    Sterownik prostownika z ograniczeniem prądu i napięcia...
  • #16
    piotrek2914
    Level 16  
    Witam!

    Ma ktoś z kolegów jakiś pomysł na to aby ten prostownik wyłączył się całkowicie przy przekroczeniu napięcia 16V?

    Mam już większość elementów i wstępnie zaprojektowaną płytkę. Z chęcią podzielę się wynikiem moich prac ale do pełni funkcjonalności przydałoby się owe odcięcie.

    Prostownik miałby wtedy generalnie funkcję odsiarczania akumulatora(pomijając zasadność stosowania tego typu procesu w aktualnie produkowanych bateriach).

    Bardzo proszę o jakieś sugestie.
  • #17
    ks_robak
    Level 15  
    piotrek2914 wrote:
    Ma ktoś z kolegów jakiś pomysł na to aby ten prostownik wyłączył się całkowicie przy przekroczeniu napięcia 16V?


    Wyłączył całkowicie czy trzymał napięcie 16V?

    Jeśli miałby trzymać napięcie 16V wystarczy wstawić w szereg z DZ4 dwie lub trzy zwykłe diody o łącznym spadku napięcia ok. 1,6V i równolegle do nich wyłącznik - włączony: napięcie 14,4V - wyłączony: napięcie 16V.


    Jeśli natomiast miałby się wyłączyć całkowicie, należałoby zastosować komparator z "szeroką" histerezą, który rozłączy np. przekaźnik na zasilaniu po osiągnięciu napięcia 16V.
  • #19
    ks_robak
    Level 15  
    piotrek2914 wrote:
    Jeśli dobrze rozumiem działanie to ładowałby do 14,4V ograniczonym prądem a po przekroczeniu progu aż do 16V wartością dolnego zakresu?


    A który wariant wybierasz? Automatyczne wyłączenie prostownika po osiągnięciu na aku 16V, czy podtrzymywanie napięcia 16V do momentu wyłączenia przez Ciebie prostownika?
  • #20
    piotrek2914
    Level 16  
    Najbardziej pasowałoby mi wariant w którym do 14,4V prąd miałby wartość ograniczoną do 1/10C [jest] i stabilizację tego napięcia aż wartość prądu spadnie do poziomu 20%(1/10C)następnie ładowanie takim małym prądem i stabilizacja 16V aż prąd spadnie do minimum[musiałby tu chyba być jakiś przerzutnik z przekaźnikiem, który dołoży diody i chyba również zmieni wartość rezystancji potencjometru P1]. A zabezpieczenie ustawione na 16,5V odcinałoby całkowicie zasilanie przekaźnikiem. Dodatkowo dioda w szereg z tym zabezpieczeniem nie pozwalałaby na uruchomienie prostownika w wypadku niewłaściwego podłączenia.

    Jestem początkujący w dziedzinie elektroniki a ten prostownik to raczej poligon edukacyjny w tej dziedzinie... Co chwila przychodzi do głowy jakaś nowa funkcja...
    Proszę więc forumowiczów jak i autora projektu aby się nie denerwowali :cry:
  • #21
    ks_robak
    Level 15  
    Takie figle to tylko z mikrokontrolera... ;-)
  • #23
    ks_robak
    Level 15  
    piotrek2914 wrote:
    Jakie napięcie odkłada się na szeregowo połączonych potencjometrach P1 i PR1? Czy to napięcie zmienia się w funkcji prądu ładowania?


    Oczywiście napięcie zmienia się wraz ze zmianą prądu - na tym polega rola przekładnika.

    A co do wartości napięcia... Zasada jest taka, by przy prądzie np. 0,5A, z przekładnika otrzymać dostateczne napięcie dla tranzystora Q2, który robi jako sprzężenie zwrotne wpływając pośrednio na moment otwarcia triaka.
  • #24
    piotrek2914
    Level 16  
    Pytam dlatego, że chciałbym dać komparator(zależnie od napięcia jakie dostarcza przekładnik można wykonać go prosto lub nie) na tym przekładniku zmieniający wartość sprzężenia w momencie gdy prąd ładowania obniży się do 20%(1/10C). Komparator po wykryciu tego niskiego prądu dokładałby te trzy diody ale także jeszcze jeden potencjometr z wyjścia P1 ustawiony na 1/5 zakresu. Samo dołożenie diód nie wystarczy bo wzrośnie prąd ładowania co spowoduje gazowanie aku. Jak wrócę do domu wieczorem to wrzucę jakiś szkic...

    Jak wyliczyć to napięcie? Można jak dla transformatora z liczby uzwojeń oraz przełożenia?

    Chcę użyć trafka TS4/47
  • #25
    ks_robak
    Level 15  
    piotrek2914 wrote:
    Jak wyliczyć to napięcie? Można jak dla transformatora z liczby uzwojeń oraz przełożenia?


    Ja bym nawet nie próbował wyliczać tego napięcia zwłaszcza, że cięta przez triak sinusoida powoduje pewnie przy gwałtownie narastającym zboczu jakieś szpilki napięcia, które są nie do ogarnięcia wyliczeniami.
    Na wejściach komparatora daj PR-ki i metodą prób ustawisz to co Ci potrzebne.
  • #26
    piotrek2914
    Level 16  
    Sterownik prostownika z ograniczeniem prądu i napięcia...

    Z tym komparatorem to chyba mnie poniosło... w tym wykonaniu trzeba przełączyć tryb gdy prąd ładowania spadnie do minimum. Potencjometr wstawiłem raczej o złej wartości...

    Proszę kolegów o uwagi co zmienić.
  • #27
    sebast1
    Level 2  
    Jakieś postępy w temacie ? :)
    Obserwuje temat od początku, ale zamilknął 4 mies temu ...
    Jestem prawie zdecydowany za wykonanie takiego układu, ale czekam czy nie wprowadzicie jakiś ciekawych poprawek. Nie czuję się aż takim specem w elektronice.
    A może układzik jest już wykonany i działa ?
    Ja mam zamiar poprawić kupiony prostownik 12V 15A, czekam tylko jak się skończy gwarancja (już za ok. miesiąc).
  • #28
    Stasia
    Level 12  
    [quote="trymer01"][quote="WojcikW"] napisał
    "Druga uwaga dotyczy koncepcji regulacji po stronie pierwotnej transformatora. Niektóre transformatory nie chcą "współpracować" z takim układem gdy nie są obciążone po stronie wtórnej. Z praktyki wiem, że wiele transformatorów w ogóle nie chce poprawnie pracować gdy są tak zasilane. Buczą, podskakują na stole, pobierają ogromny prąd "skokowo" przy regulacji triakiem. I to składane z kształtek jak i toroidy."

    Stosuj triaki BTA136 lub tej serii bo jak sterowałem innymi np. BTA 41 to faktycznie podskakiwał jak dzwonek do drzwi a uzwojenie pierwotne robiło się gorące płynęło około 6A w skokach. Przy BTA136 gdy obniżyłem napięcie uzwojenia wtórnego poniżej 3V napięcie lekko drgało a prąd pierwotnego był w okolicach 0,2A . Trafo bez obciążenia. A do góry płynnie i z małym prądem.
    Sprawdzałem też BTA16 podskakuje i fika trafko bez obciążenia mniej więcej w połowie zakresu regulacji napięcia mierzonego na wtórnym. Nie mam na stanie innych triaków ale czekam na dostawę. Zamówiłem BTA136 i BTA136x na 600 i 800 i różne prądy maksymalne bramki , zobaczymy na nich ale spodziewam się czystej cichej pracy na biegu jałowym trafa.

    lista triaków z którymi trafo ładnie pracuje - nie wzbudza się :
    BT137X-800
    BT138X-800
    BT136X-600D
    BTX136X-800
    BT137-800E
    BT138-800E
    BT136-600D
    A na tych triakach BTA41 i BTA16 trafa podskakują i palą się uzwojenia pierwotne wzbudzają się i płynie duzy prąd przez pierwotne oczywiście tylko w pewnym zakresie regulacji triaka.

    A kolega z postu niżej niech weźmie lutownice do ręki i kawałek trafa i sprawdźi niewierny Tomasz.
  • #29
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    [quote="Stasia"]
    trymer01 wrote:
    WojcikW wrote:
    napisał
    "Druga uwaga dotyczy koncepcji regulacji po stronie pierwotnej transformatora. Niektóre transformatory nie chcą "współpracować" z takim układem gdy nie są obciążone po stronie wtórnej.

    Z praktyki wiem, że wiele transformatorów w ogóle nie chce poprawnie pracować gdy są tak zasilane. Buczą, podskakują na stole, pobierają ogromny prąd "skokowo" przy regulacji triakiem. I to składane z kształtek jak i toroidy."

    Stosuj triaki BTA136 lub tej serii bo jak sterowałem innymi np. BTA 41 to faktycznie podskakiwał jak dzwonek do drzwi a uzwojenie pierwotne robiło się gorące płynęło około 6A w skokach. Przy BTA136 gdy obniżyłem napięcie uzwojenia wtórnego poniżej 3V napięcie lekko drgało a prąd pierwotnego był w okolicach 0,2A . Trafo bez obciążenia. A do góry płynnie i z małym prądem.

    Kolego popraw to cytowanie.
    I nie pisz, że głośna praca transformatora zależy od rodzaju triaka (czyli BTA41 jest "be" ?) bo to mógł być tylko przypadek, z którego Ty robisz regułę - a to przeczy zdrowemu rozsądkowi.
  • #30
    piotrek2914
    Level 16  
    Ja ze swoich obserwacji potwierdzam dziwne zachowanie triaków... Testy na prostym układzie z diakiem jak i na U2008. BT136 działał ok a w przypadku innego triaka transformator wpadał w jakieś oscylacje z jednoczesnym przyrostem prądu jałowego. Gasik RC na nic się nie zdał... Jaki parametr triaka mógłby, tak czysto teoretycznie, odpowiadać za takie anomalie? Dodam, że po dołożeniu obciążenia na wtórnym często trafo się uspokaja. Co koledzy na to?

    Może rozwiązaniem będzie dwukierunkowy transil na 440V?