modyfiacja schematu zasilacza 13,8V 28A (ograniczenie prądu maksymalnego)

Witam,

Potrzebuje układu ograniczającego prąd zasilacza.

mam Transformator U=15,9V i Imax=140A (spadek napięcia przy I=70A obciążeniu do około 14.4V)

po kilku dniach poszukiwań znalazłem schemat:


który chcę wykorzystać (źródło, gdzie znalazłem - w pliku, niestety ponieważ nie mam odpowiedniej ilości postów na forum nie mogę go wkleić )

Pytanie:
Czy jest możliwość modyfikacji która umożliwi skokowo zmianę prądu maksymalnego (np. ze skokiem co 10A)? Jakich modyfikacji należało by dokonać?
Czu może jednak regulacja potencjometrem R2 wystarczy do regulowania prądu w zakresie co najmniej 10-40A) albo szacunkowo w jakim zakresie można to regulować?

zasilacz ma służyć do elektrolizy - stabilizacja prądu/napięcia nie musi być bardzo dokładna, zależy mi na ograniczeniu prądu maksymalnego.
z góry dziękuje za wszelkie sugestie.

wiem że muszę:
zastosować mostek o większym I (100A?)
czy to także dotyczy tyrystora (na schemacie jest 50A)? Jakiego konkretnie powinienem użyć?
pzdr
barrth.

Masz regulację płynną to po co ci skokowa? Zapewnisz skokowe zmiany np. powierzchni pokrywanych? Zapewniłeś już trwałość rezystancji R pomiarowego? (tu jest trochę roboty) Pomogę ci to odpalić jak mi poniklujesz klamkę od drzwi
Tyrystor służy tu tylko do palenia bezpiecznika 40A przy przekroczeniu ok 15V. Zrób uczciwy mostek z diod na radiatorach np. http://www.aphelektra.com/p/pl/3449/dioda+prostownicza+85a-1600v+85hf160m.html , bo chińczyka 50A zniszczysz momentalnie w tych warunkach.

Uzupełniając:
Zależy mi na regulacji ale w szerszym zakresie (schemat zakłada Imax na poziomie 28A, prawdopodobnie będę potrzebował więcej nawet do 40-50A).
Co do klamki - raczej zakładam proces odwrotny niż galwanizacja - odrdzewianie elementów od starego pojazdu. Testy na małych elementach są obiecujące. Niestety zasilacz który mam daje Imax=4.5A, nadaje się tylko do małych elementów..
Przy niskich prądach proces nie jest tak efektywny.
Pzdr.

40-50A będzie wymagać wielu pieszczot obwodu prądowego. Ten schemat to tylko idea. Sam tranzystor regulacyjny dla pracy liniowej z takim prądem -to wyzwanie. Pojedyncza struktura odleci szybko. Obejrzyj sobie dla edukacji stopnie końcowe wzmacniaczy na mosfetach i przeczytaj https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic906301.html -gdzie jest dobre opracowanie tematu mocnego źródła prądowego.

Regulacja prądu (ograniczenie) sprowadza się w takim układzie do odpowiedniej regulacji napięcia, bo prawo Ohm'a cały czas obowiązuje i jeśli chcemy aby układ ograniczał prąd Iwy gdy Robc zmaleje, to napięcie Uwy=Iwy x Robc również musi zmaleć.
A regulacja napięcia to ogromne straty mocy w tranzystorze szeregowym - tu przy 28A moc strat na tranzystorze to min. 100-150W co w zasadzie jest niemożliwe na pojedynczym tranzystorze, na którym realnie da się wytracić ok. 50-100W na radiatorze z nadmuchem. Dla Iwy=50A z regulacją napięcia moc strat może osiągnąć nawet ponad 500W, projektować trzeba by na 700-1000W. To jest horror - bardzo drogi i zawodny grzejnik.
W dodatku łączenie równoległe tranzystorów MOSFET jest ryzykowne z powodu różnic w charakterystykach Id=f(Ugs) - współczesne MOSFET-y są przeznaczone do zastosowań impulsowych a nie liniowych. Lepiej nadają się do tego tranzystory BJT - ale to znowu wymaga innej konstrukcji elektroniki, i nadal jest to kłopotliwe i zawodne rozwiązanie.
Nie tędy droga - takich liniowych stabilizatorów napięcia/ograniczników prądu nie stosuje się w galwanizerniach. Tam królują stare sprawdzone rozwiązania typu transformator o przełączanym napięciu (regulacja skokowa której potrzebujesz) i prostownik jako najprostsze i "głupotoodporne" (na zwarcia) a gęstości prądu reguluje się stężeniem roztworu, podobno stosuje się też układy impulsowe.
Pomijam już, że ten schemat to prawdopodobnie stabilizator do CB, gdzie konieczne było zabezpieczenie przed wzrostem napięcia wyjściowego dla ochrony elektroniki zasilanej, które to zabezpieczenie pełnił układ "crowbar" na tyrystorze - tutaj dla procesu galwanicznego wydaje się być zbędny, a jeśli już to tyrystor musi być przewymiarowany, co najmniej na 100-200A. Tyle, że taki układ ma sens chroniąc całość działającą przy jednej wartości napięcia (np. dla CB - stabilizator 13,8V, układ crowbar zadziała gdy napięcie wzrośnie np. do 14,5V) - a tu masz napięcie wyjściowe regulowane i ten układ crowbar będzie "kwiatkiem do kożucha".
Reasumując - zastosuj transformator z odczepami, przełączanie odczepów albo odpowiednim przełącznikiem (drogie rozwiązanie) albo ręczne przepinanie na zacisk śrubowy (kawałkiem grubej linki jak przewód spawalniczy), to na prostownik w postaci mostka Graetz'a na 4 solidnych 100A diodach na radiatorach.

Wychodzi na to ze najłatwiej będzie mi sterować powietrznią anody (w teorii : im większa tym opor wewnętrzny zestawu do elektrolizy mniejszy) a najprostszym zabezpieczeniem będą bezpieczniki. Problem jest to ze podczas odrdzewiania opor układu sie zmienia. Im więcej rdzy odpadnie/rozpuści się tym mniejszy opor i tym większy prąd.
Elektroliza trwa kilka godzin i liczyłem na to ze nie będę musiał stać nad układem.
Chodzi np. O to żeby elektrolit sie nie zagotował... Bo w procesie wydziela sie trochę ciepła.
Dziękuje za informacje.

Jeśli w tym procesie odrdzewiania nie jest ważna wartość prądu (nawet chwilowa - jak np. podczas chromowania), to można by myśleć o PWM - prosty zasilacz ok. 15V jak w opisie powyżej, a regulację wartości średniej prądu wykonać prostym układem PWM zasilanym z tego zasilacza - impulsy prostokątne o dużej wartości prądu ale o regulowanym wypełnieniu. Czyli PWM włączałby/wyłączał pełne napięcie ok. 15V z zasilacza.
Taki układ łatwo można by zautomatyzować - np. sygnał z pomiaru temp. kąpieli sterowałby wypełnieniem czyli średnią wartością prądu.
Wszystko to przy założeniu, że dopuszczalne dla procesu odrdzewiania są takie impulsy.

z tego co wiem impulsowe sterowanie nie zadziała.
watek był już byłe na forum:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1918386.html

niskim kosztem raczej nic się nie zrobi, pozostaje sposób "regulacji" wielkością elektrod + prosty termostat.
lepszego pomysłu nie mam.

co do mostka - od początku zakładałem konstrukcje opartą na 4 diodach a nie "zintegrowany" zestaw.

podpowiecie mi tylko jaki powinien być kondensator na wyjściu z mostka? zakładam użycie 40x4700uF/25V - wystarczy?

barrth napisał:

z tego co wiem impulsowe sterowanie nie zadziała.
watek był już byłe na forum:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1918386.html

Nie wiem, ale tam pada dość enigmatyczne sformułowanie "proces elektrochemiczny" - jaki?, czy w każdego rodzaju procesie impulsowe zasilanie się nie sprawdza? Należałoby doczytać.

Kondensator; - wątpię czy w ogóle jest konieczny, o ile pamiętam w żadnym procesie galwanicznym takich nie stosowano - tylko transformator (trójfazowy) i prostownik.
Kondensator ma tu sens tylko jako akumulator podtrzymujący zasilanie w momentach zaniku połówek sinusoidy napięcia wyprostowanego - zwiększa wydajność procesu.
Tu każda pojemność pomoże bo zmniejszy tętnienia, szybkie oszacowanie mówi, że dla U=15V, I=40A wystarczy ok. 80mF (miliFaradów=80000mikroF) co da tętnienia ok.10% - i nie ma sensu tej pojemności zwiększać ponad 100mF, gdyż będą rosły straty w miedzi.
Tak dużą pojemność trzeba włączać odpowiednim sposobem - przez opornik rzędu 1 Ohm dużej mocy (rzędu 50W), zwieranym po czasie rzędu 1-2 sek (gdy kondensator się naładuje) przez odpowiednio wpięty przekaźnik - aby ogromny prąd ładowania nie powodował dużego prądu pobieranego przez transformator po włączeniu do sieci i nie narażał diod prostowniczych. Tyle, że taki transformator i tak wymaga softstartu.

Może głupi pomysł - termostat sterujący przekaźnikiem, który włącza żarówkę szeregowo w uzw. pierwotne transformatora? Można tu nawet pomyśleć o zespole odpowiednich żarówek (samochodowych kilkadziesiąt W, 12V/24V) włączanych przez kilka termostatów.

Przede wszystkim do elektrolizy nie powinno się stosować zasilacza napięciowego tylko prądowy.
Potrzebny jest zasilacz stabilizujący gęstość prądu, a nie zasilacz napięciowy przechodzący co chwilę w stan ograniczenia.

Kiedyś odrdzewiałem stare, ale ładne drzwiczki od pieca, w zwykłym roztworze NaOH około kilka-naście %, regulując prąd ok 10A moim prostownikiem do auta, z regulacją fazową (wycinanki sinusa) i rezystorem ograniczającym Imax około 20A (kawałek spirali z pieca akumulacyjnego). Przy większych prądach rosła temperatura i gazowanie więc zabawa była na powietrzu. Anoda była też stalowa. Jej opuszczaniem /powierzchnia rezystora wodnego/ też mogłem zgrubnie wpływać na prąd. Nie widzę powodu by czyszczony detal odczuwał coś innego jak wartość średnią prądu jednokierunkowego, oderwaną od jego kształtu-więc pomysł z PWM-em powinien być dobry. Kuwetę-wannę zrobiłem z odciętej połówki plastykowej beczki, grubej ok 4-5 mm /temperatura/. Zwiększanie prądu przyspiesza proces ale powierzchnia jest brzydsza.

Alemucha napisał:

Nie widzę powodu by czyszczony detal odczuwał coś innego jak wartość średnią prądu

Chyba sobie zaprzeczasz, bo

Alemucha napisał:

Zwiększanie prądu przyspiesza proces ale powierzchnia jest brzydsza.

I to ostatnie zapewne jest powodem, dla którego się tak nie da.
Bo ja pisałem wyżej, że nie wiem jak to jest przy odrdzewianiu, ale ty masz tu jakieś doświadczenia.
Podobnie jest przy innych procesach - np. chromowaniu. Ważna jest gęstość prądu (A/dcm.kw. pow. przedmiotu galwanizowanego), temperatura kąpieli (chłodzenie).
Nie jest wykluczone, że za jakość powierzchni odpowiada tylko gęstość prądu, być może również temperatura kąpieli?

tomek_602 napisał:

do elektrolizy nie powinno się stosować zasilacza napięciowego tylko prądowy.

Przez wiele lat (ok. 80 ?) stosowano tylko zasilanie napięciowe (regulacja skokowa). Nie wyobrażam sobie stabilizacji prądu rzędu setek/tysięcy Amperów. Gęstość prądu w kąpieli regulowano napięciem (skokowo) i stężeniem kąpieli, ewentualnie stosując obok przedmiotu galwanizowanego inne elektrody przejmujące część prądu z kąpieli (np. aby ograniczyć gęstość prądu w pobliżu naroży, gdzie była ona większa). To wszystko, aby w jednej wannie móc galwanizować przedmioty bardzo różnej wielkości - od najmniejszych do największych - gęstość prądu stała ->wielkość prądu proporcjonalna do powierzchni.

Widzę teraz, że trakcie mojego pisania poprzednik mnie ubiegł napisał coś częściowo podobnego. I dobrze, bo do tej pory moje uwagi były tu odosobnione.

Procesy elektrolityczne, to nie gotowanie elektrolitu prądem, więc samo tylko dostarczenie podobnej energii przebiegiem o innym kształcie nie wystarczy.
Np. przy nakładaniu powłok galwanicznych równomierność rozkładu prądu i utrzymywanie jego określonej wartości w poszczególnych fazach procesu mają istotny wpływ na jakość powłoki.
Miarą prądu w galwanotechnice jest gęstość prądu, czyli stosunek natężenia prądu do powierzchni obrabianego przedmiotu.

Przestańcie wreszcie myśleć o zasilaniu napięciowym z kondensatorami, a pomyślcie o prądowym z dławikiem.
Czy nikt tu nie rozumie, że kondensatory nie wygładzają prądu tylko napięcie?

Pamiętajcie też, że elektrolit nie jest zwykłym przewodnikiem o liniowej charakterystyce, a w dodatku w trakcie procesu zachodzą w nim zmiany właściwości, więc stabilizacja napięcia nie gwarantuje utrzymania stałej wartości prądu przez rozsądnie długi czas.

A co do stabilizowania prądu: Kiedyś też bym sobie takiej stabilizacji nie wyobrażał, ale z obecnie dostępnymi kluczami elektronicznymi do zastosowań elektroenergetycznych (tyrystory, MOSFETy, IGBT) jest to już możliwe.

Przy dużych elementach będzie trudno zachować równomierne zdejmowanie rdzy zwłaszcza z krawędzi o czym wspominał trymer01. Mi krawędzie na wyższych prądach zaokrąglały się zbyt mocno, czyli problem istniał faktycznie w zachowaniu jednakowej gęstości prądu na różnych fragmentach drzwiczek. Prąd ustawiałem po prostu na niezbyt intensywne gazowanie i wtedy było nieźle.

Wrócę jeszcze do tematu.
niestety nie mam transformatora z odczepami.
ale zastanawiam się czy nie mogę jakiegoś prostego ograniczenia prądowego zastosować po stronie 230V?