Prostownik - Tyrystorowy - Schemat

Witam,
Planuje budowę prostownika do ładowanie akumulatorów.
Ładować będę zarówno akumulatory samochodowe jak i te przeznaczone do ciągników (175Ah). Raczej nie będą to akumulatory stare i zasiarczone więc nie będę od prostownika wymagać funkcji ratowania złomu. Aczkolwiek planuje aby była możliwość ręcznego ustawiania poziomu prądu ładowania.

Narysowałem schemat prostownika w eagle w oparciu o znaleziony na elektrodzie schemat (chyba juzkaQ). Schemat jest nie zmieniony jednak wszystkie diody 1N4148 zamieniłem na 1N4004 lub 1N4007 (takie wydaja mi się lepsze). Po za tym diody oraz tranzystowy które trudno dostać również zmieniłem a te bardziej popularne o takich samych paramertach.
Wstawiłem również bezpiecznik po stronie pierwotnej (4A) oraz wtórnej (20A).
Trafo jakie posiadam to trafo ze starego UPS z podwójnym uzwojeniem wtórnym 2x14V - dokładnego amperażu nie znam ale średnica drutu uzwojenia wtórnego to 2mm a trafo jest duże (12x9x5 cm).

Do prostownika dodałem sygnalizację błędnego podłączenia akumulatora. Układ jest zrealizowany na tranzystorze BC547 diodzie LED oraz buzzerze. I nie mam pewności czy układ jest poprawny.


Pytania:
1. To czy układ sygnalizacji błędnego podłączenia jest prawidłowy i czy będzie dzialał.
2. Jakie zastosować tyrystory, właściwie to czy zastosowanie takich o prądzie 20A będzie powodować znaczne ich nagrzewanie, czy może lepiej zastosować takie o większym prądzie np: 50A,
3. Jakie duże powinienem zastosować radiatory do tyrystorów,
4. Jak rozumiem diody D5, D6 i tyrystory Ty1, Ty2 działają jak mostek z tym że tak jakby tyrystorowy czy zatem w takim układzie owe diody D5 i D6 nie powinny być mocniejsze?
5. Po co montowane mają być rezystory R4 i R5 i jakiej mocy powinny być?
6. Czy wszystkie rezystory ze schematu mogę zastosować o mocy 0,25W czy może któryś z nich powinien być mocniejszy.

Z góry dziękuje za odpowiedzi.

Poniżej zamieszczam oryginalny schemat prostownika oraz ten narysowany przeze mnie.

paweciu wrote:

1. To czy układ sygnalizacji błędnego podłączenia jest prawidłowy i czy będzie dzialał.

Po co on taki skomplikowany? Dioda + brzęczyk wystarczy.

paweciu wrote:

2. Jakie zastosować tyrystory, właściwie to czy zastosowanie takich o prądzie 20A będzie powodować znaczne ich nagrzewanie, czy może lepiej zastosować takie o większym prądzie np: 50A,

Nie ma bezpośredniego wpływu.

paweciu wrote:

Jakie duże powinienem zastosować radiatory do tyrystorów,

Załóż że na każdy amper pradu radiator musi odprowadzić 1W ciepła.

paweciu wrote:

4. Jak rozumiem diody D5, D6 i tyrystory Ty1, Ty2 działają jak mostek z tym że tak jakby tyrystorowy

Żle rozumiesz. Tam masz prostownik z dwoma elementami prostowniczymi i wyprowadzonym środkiem uzwojenia.

paweciu wrote:

czy zatem w takim układzie owe diody D5 i D6 nie powinny być mocniejsze?

Nie, bo to tylko sterowanie bramek.

paweciu wrote:

5. Po co montowane mają być rezystory R4 i R5 i jakiej mocy powinny być?

Po to by bez wysterowania bramek miały one potencjał katod. Moc znikoma, bo napięcie na nich nigdy nie przekroczy Ugk tyrystorów (poniżej 1V).

Witam,
Dziekuję za odpowiedzi , mam jeszcze kilka pytań:

Odnoście tyrystorów piszesz że nie ma bezpośredniego wpływu - mógłbyś to rozwinąć?

Prośba również o odpowiedź na moje pytanie odnośnie rezystorów.
Czy któryś z nich powinien być o wyższej mocy niż 0,25W?

W tym schemacie prostownika jest napisane że można wyłączyć automatykę i ładować akumulator w manualu. Nie bardzo rozumiem ja się wtedy to odbywa. O ile dobrze wnioskuję to po przełączeniu w manual rozłączany jest obwód sprawdzający napięcie na akumulatorze tak żeby można było ładować te których napięcie jest niższe od 9V. Czy tak?

Dodano po 1 [godziny] 1 [minuty]:

Witam,
Pytanie mam jeszcze odnośnie tyrystrów. Dokładnie chodzi oto jakie zastosować. Te o dużym prądzie są bardzo drogie a znowu chce aby prostownik miał te 20A.
Czy zatem muszę zastosować dwa tyrystory po 20A każdy czy wystarczy dwa po 10A. Nie wiem jak się to przelicza.

Po za tym lepiej żeby tyrystor miał obudowę / był przykręcany śrubą do radiatora czy może być w obudowie TO-220.
Który z nich lepiej odprowadza ciepło / jest bardziej odporny.

I co nikt nie pomoże?

paweciu wrote:

Odnoście tyrystorów piszesz że nie ma bezpośredniego wpływu - mógłbyś to rozwinąć?

Rzeczywisty tyrystor w stanie załączenia można sobie wyobrazić jako połączenie diody i rezystora. Większość spadku napięcia odkłada sie na diodzie, i ów spadek jest zbliżony w tyrystorze 10A i 50A. szeregowa rezystancja bywa mniejsza w tyrystorach na wyższy prąd, stąd stosując je zminimalizujesz w pewnym niewielkim stopniu straty cieplne.
Najwiekszym atutem tyrystorów na większy prad jest fakt iż zwykle sa w obudowie dla której rezystancja cieplna jest niższa (zarówno między struktura i obudową jak i obudową i radiatorem).

paweciu wrote:

Prośba również o odpowiedź na moje pytanie odnośnie rezystorów.
Czy któryś z nich powinien być o wyższej mocy niż 0,25W?

A policzyć nie łaska? Odrobina własnej pracy nie zaszkodzi...

paweciu wrote:

W tym schemacie prostownika jest napisane że można wyłączyć automatykę i ładować akumulator w manualu. Nie bardzo rozumiem ja się wtedy to odbywa. O ile dobrze wnioskuję to po przełączeniu w manual rozłączany jest obwód sprawdzający napięcie na akumulatorze tak żeby można było ładować te których napięcie jest niższe od 9V. Czy tak?

Przeanalizować trzeba do czego jest ta automatyka - zwykle jest do ograniczenia końcowego napięcia ładowania. Bywa też (jak piszesz) do zabezpieczenia przed podłączeniem akumulatora w stanie agonii (raczej nie w tym zasilaczu). Z ładowaniem głęboko wyładowanych akumulatorów tym prostownikiem może być problem tego rodzaju że do takiego reanimowania trupów nadają się raczej prostowniki z rezystancją właczoną w szereg (ten prostownik takiej budowy nie ma - tu regulacja pradu jest przez sterowanie fazowe tyrystorów).

Zwracam uwagę ze ten układ nijak nie mierzy płynącego pradu ładowania i go nie stabilizuje - niewłaściwe ustawienie potencjometru regulacji prądu ładowania zwłaszcza przy akumulatorze wyładowanym zaskutkuje przepływem prądu o wartości przekraczajacej dopuszczalny prąd transformatora i/lub tyrystorów, rezultatem będzie tzw. siwy dym...

paweciu wrote:

Pytanie mam jeszcze odnośnie tyrystrów. Dokładnie chodzi oto jakie zastosować. Te o dużym prądzie są bardzo drogie a znowu chce aby prostownik miał te 20A.
Czy zatem muszę zastosować dwa tyrystory po 20A każdy czy wystarczy dwa po 10A. Nie wiem jak się to przelicza.

Każdy z nich pracuje przez połowę czasu, więc każdy pracuje ze średnim pradem równym 1/2 pradu obciążenia.

paweciu wrote:

Po za tym lepiej żeby tyrystor miał obudowę / był przykręcany śrubą do radiatora czy może być w obudowie TO-220.
Który z nich lepiej odprowadza ciepło / jest bardziej odporny.

Lepsze są te śrubą. Zwracam uwagę na przygotowanie otworu (zadziory, wywinięcia trzeba usunąć).

Zamiana diod szybkich 1n4148 na powolne 1n400* może spowodować duże opóźnienia w układzie . Diody 1n400* to zwykłe prostownicze przeznaczone do prostowania prądu o częstotliwości sieciowej. Ich czas przeładowania jest dość znaczny co będzie generować dodatkowe straty i opóźnienia. W układach sterujących stosuje się diody 1n4148.

Tyrystory na 10-16 A są w stanie wytrzymać większy prąd niż znamionowy. Warunkiem jest zapewnienie im odpowiedniego chłodzenia. Choć przy przy większych prądach będzie się wytracać trochę więcej mocy niż przy tyrystorach o lepszych parametrach. Można również połączyć tyrystory równolegle.

Zastosowanie tyrystorów na mniejsze prądy zmniejsza też niezawodność układu.

A to już zwykły rachunek zysków-strat, decyzja należy do konstruktora.

Witam,
Dziękuje za odpowiedzi.
Zmieniłem zgodnie z sugestią diody na 1N4148 - dzięki tym samym za informacje w tym temacie.

Co do tyrystorów to sprawa już się rozwiązała gdyż udało mi się kupić dwa tyrystory z radiatorami o prądzie 50A i oznaczeniu T50-10. Niestety teraz muszę trochę się pomęczyć z umiejscowieniem ich w obudowie gdyż są dość duże.

Kolego: jdubowski,
Gdybym wiedział jak obliczyć moc rezystorów to zrobiłby już to dawno. Jeśli mógłbyś podać jakiś przykład takiego obliczania byłbym wdzięczny.

Z góry dzięki za odpowiedzi

P=U^2/R choćby

Witam ponownie,

Panowie niestety nie mogę sobie poradzić z obliczeniem mocy tych rezystorów. Z obliczeń mi wyszło że wszystkie mogą być 0,25W a po złożeniu układu i pierwszych próbach zauważyłem że rezystory R7, R8, R9, R10, R14 znacznie się nagrzewają.
Czy mógłby któryś z was podać mi ich minimalną moc?

Po za tym zauważyłem że dość ciepłe po próbach są tranzystory T7 i T5 czy to normalny objaw?

Prostownik sprawdzałem ładując akumulator żelowy 7Ah.

Z góry dzięki za odpowiedź.

Przepływ prądu i rezystancja, spadek napięcia wiążą się z wydzielaniem ciepła. Jeżeli tranzystory nie parzą, na rezystorach wydziela się moc nie większa niż znamionowa to jest w porządku. Oczywiście zamiast rezystorów 0,25W możesz dać 0,5W - wyjdzie nieco drożej, moc będzie tracona i tak ta sama ale z racji tego, że są gabarytowo większe lepiej sobie poradzą.

Pytanie tylko czy zasadne będzie zmieniać te rezystory na mocniejsze. Układ (PCB) mam już polutowaną i jak na razie wszystko działa. Pozostał mi tylko regulacja.

Jeśli grzanie się tranzystor i tych rezystorów nie jest problemem to bym je zostawił.

Pytam tylko czy w tym prostowniku któryś z rezystorów z założenia projektowego nie powinien być mocniejszy. W opisie do schematu nie znalazłem żadnej wzmianki o tym.

Witam ponownie,

Kolejne próby z uruchomieniem spełzły na niczym. Niestety ale mam problem z tym prostownikiem mianowicie:

1. bardzo się nagrzewają diody D5 i D6 (są gorące) - napięcie na nich tj. na bramkach tyrystorów to około 8V,
2. bardzo gorące są R7 i R8,
3. prostownik wg opisu po włączeniu do sieci powinien być odporny na zwarcia i przypadkowe łączenie klem - u mnie to nie działa, po załączeniu od razu pojawia się 12V na klemach, (nie ma znaczenia czy jest przełączone w manual czy automat) - DIODA LED1 cały czas się świeci a gdy przełącze w automat to świeci tylko że słabiej,
4. po podłączeniu akumulatora dioda LED2 się załącza - jeśli zrozumiełem opis to tak ma być,
5. brak również regulacji prądu ładowania,

Możecie mi pomóc? Co jest nie tak? Co sprawdzić w pierwszej kolejności?

I co nikt mi nie pomoże?

Sprawdź D4 i T2.

Czy ktoś ma jeszcze jakiś pomysł.
T2 sprawdzałem i jest ok. D4 sprawdzę dzisiaj.
Tylko że odpowiedz mi jaki może mieć wpływ na błędne działanie prostownika ta dioda?

Tranzystor T2 sprawdziłeś a diodę D4 zmierzysz jutro? Żarty sobie robisz?
Więc sprawdzenie T1, T3 i T6 zajmie ci kolejne 3 dni?...
Jak działają poszczególne elementy i ich wzajemne zależności to kolego sam musisz usiąść i pomyśleć.
Np. dlaczego rezystor się grzeje?

paweciu wrote:

Czy ktoś ma jeszcze jakiś pomysł...

Kolejny dowcip - to ty masz mierzyć i myśleć. A nie opisywać świecenie diody LED.

Napisałem że sprawdziłem bo zrobiłem to wczoraj. Sorry za nie dopracowanie.

Moje pytanie nie płynie z powodów tego że nie ufam temu co piszesz tylko z czystej ciekawości. Sprawdzę diodę dziś wieczorem i odpowiem.

Mam jednak pytanie:
Jeśli okaże się że ona jest sprawna to gdzie mam szukać innych przyczyn błednego działania?

Dodano po 3 [minuty]:

Dodam że wczoraj sprawdziłem również pozostałe tranzystory i po za T6 wydaja się ok. Dzisiaj podmienię T6 i zobaczę czy to pomoże.

paweciu wrote:

...sprawdziłem również pozostałe tranzystory i poza T6 wydaja się ok. Dzisiaj podmienię T6 i zobaczę czy to pomoże.

Wszystkie elementy elektroniczne muszą być sprawne i mieć wartości przewidziane wg projektu.
Tranzystory nie mają się "wydawać sprawnymi", lecz być 100% sprawne. Jak mierzyć tranzystory i diody - jest tysiące opisów, zapoznaj się choć z jednym z nich a już nie będziesz pisał "wydaje się", lecz "jest sprawy" lub "jest uszkodzony".

Witam,
Dziękuje wszystkim za pomoc przy uruchomieniu prostownika.

Okazało się że nadmierne grzanie rezystorów oraz diod a tym samym błędne działanie prostownika spowodowany był prozaicznym błędem.

Niegdyś do swojego magazynu kupiłem trochę nieopisanych części elektronicznych w których było jak mi się wydawało diody 1N4148 a okazało się że są to diody zenera.

Po wymianie tych diod oraz wymianie T6 układ zaczął bez problemu działać prawidłowo.

Temat tym samym można zamknąć.

W poniższym linku zamieściłem opis z wykonania tego prostownika: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=14878539#14878539