Prostownik do ładowania akumulatorów - objaśnienia schematu

Witam wszystkich.
W domu mam nieużywany transformator o 220/24V o prądzie uzwojenia pierwotnego 0,63A. Pomyślałem, że fajnie było by z niego zrobić jakiś użytek. Postanowiłem zbudować prostownik do ładowania akumulatorów. Jako że nie za bardzo znam się na projektowaniu układów elektronicznych, to poszukałem po internecie schematów i znalazłem ten schemat:

Przerysowałem ten schemat do EAGLE, a następnie zaprojektowałem płytkę PCB. Jestem aktualnie na etapie montowania elementów do płytki.
Samo tworzenie gotowego projektu przestało mi wystarczać i postanowiłem zrozumieć jak działa ten prostownik. Stąd wzięło się moje pytanie jak to się dzieje, że za pomocą potencjometru PR2 nastawiamy napięcie do którego ma być ładowany akumulator, a PR1 histerezę od którego akumulator ma się ponowie zacząć ładować.
W załączniku jest opis projektu tego prostownika.
Z góry dziękuje za pomoc.

Przede wszystkim ten transformator ma zbyt niską wydolność prądową, i do prostownika się raczej nie nadaję.

damian1115 napisał:

Przede wszystkim ten transformator ma zbyt niską wydolność prądową, i do prostownika się raczej nie nadaję.

Kolega sam na trafie o podobnej mocy zrobił a tu się nie nadaje ,Dlaczego ?

Koderr napisał:

Odwinął bym z uzwojenia wtórnego "parę" zwojów, tak żeby zejść z napięciem do 19-20V AC.
Wtedy będzie idealnie do układu, którego schemat znalazłeś.

na schemacie jest +18 i -18V co razem daje spadek napięcia 36V więc chyba nie ma potrzeby odwijania uzwojenia wtórnego.

Widocznie źle zinterpretowałem jaki ma być transformator. Generalnie w obwodach prądu przemiennego nie stosuje się oznaczenia + i - (przynajmniej ja nie spotykam), więc myślałem że jest to transformator z dwoma uzwojeniami wtórnymi połączonymi szeregowo. I w tym wypadku, że jest na oczepie środkowego-skrajny 18V a na skrajnych 36V.

Koderr napisał:

Wrzuciłeś temat w dziale "Projektowanie...", moim skromnym zdaniem, powinieneś go założyć w dziale dla początkujących elektroników.

Jeżeli tak jest to poprosił bym moderatora o zmianę działu ponieważ ja ie mogę znaleźć opcji do przeniesienia do innego działu.

W opisie projektu jest napisane "Wyprostowane napięcie z transformatora – bez filtracji – doprowadzone jest do zacisków +18V, - 18V, natomiast akumulator do zacisków +A, - A." Więc w tym projekcje jest prostowanie jedno połówkowe za pomocą tyrystora.

elektro16 napisał:

Kolega sam na trafie o podobnej mocy zrobił a tu się nie nadaje ,Dlaczego ?

Widzę że kolega czytał moje DIY, ale jeżeli już oto chodzi, to Mój transformator ma wydajność prądową 3 oraz 6A. Widzę że źle zapamiętałeś, ale to nic. # nr.5

Koderr napisał:

To chyba jasne.
Jak wcześniej pisałem - transformator -> prostownik (dwu połówkowy bez kondensatorów) -> + z prostownika do zacisku +18V, - z prostownika do zacisku -18V.
Prościej już nie umiem.

Już zrozumiałem. Czyli raczej się nie da użyć mojego transformatora w tym projekcie bez odwijania uzwojenia wtórnego. W takim razie będę szukał innego schematu do którego mój transformator będzie się nadawał. Ale rozwiązanie w tym projekcie mnie intryguje więc nadal proszę o objaśnienie jak działa.

damian1115 napisał:

elektro16 napisał:

Kolega sam na trafie o podobnej mocy zrobił a tu się nie nadaje ,Dlaczego ?

Widzę że kolega czytał moje DIY, ale jeżeli już oto chodzi, to Mój transformator ma wydajność prądową 3 oraz 6A. Widzę że źle zapamiętałeś, ale to nic. # nr.5

Kolega ma chyba problemy z prostymi działaniami matematycznymi.

Collego, MlodyDban! Wybrany przez Ciebie schemat prostownika nie jest najlepszy ! Prostownik nie ma funkcji regulacji prądu ładowania, która jest potrzebna przy ładowaniu akumulatorów o różnych pojemnościach. Transformator o napięciu uzwojenia wtórnego 24V możesz użyć, jeśli użyjesz schemat prostownika jednopolowkowego. Aby uzyskać dodatkowe zmniejszenie napięcia, można połączyć 2-3 Diody szeregowo. Optymalne napięcie wtórnego uzwojenia transformatora dla analogicznych schematów - 17-19V. Przy zwiększeniu napięcia zwiększają się daremne straty mocy, powstają problemy z odprowadzeniem ciepła od diod i tyrystora.

MlodzyDban napisał:

Witam wszystkich.
W domu mam nieużywany transformator o 220/24V o prądzie uzwojenia pierwotnego 0,63A.

Jak dobieramy transformator do budowy prostownika, to istotnym parametrem jest wydajność prądowa uzwojenia wtórnego. Przypuszczam, że masz przynajmniej 6A i wtedy jak najbardziej takie trafo się nadaję. Aby lepiej je dopasować, warto odwinąć nieco uzwojenia wtórnego, tak aby uzyskać 18-19V. Jak jest możliwość to wykonać odczep bez odwijania uzwojenia.

MlodzyDban napisał:

Samo tworzenie gotowego projektu przestało mi wystarczać i postanowiłem zrozumieć jak działa ten prostownik. Stąd wzięło się moje pytanie jak to się dzieje, że za pomocą potencjometru PR2 nastawiamy napięcie do którego ma być ładowany akumulator, a PR1 histerezę od którego akumulator ma się ponowie zacząć ładować.

Piętnaście postów i nikt nie odpowiedział
Napięcie akumulatora obniżone poprzez DZ1 i D1 podawane jest na dzielnik regulowany R10, PR2, R11, kiedy napięcie z tego dzielnika przekroczy napięcie przewodzenia D2 i złącza B-E T3, tranzystor ten zaczyna przewodzić. Dioda Zenera w dzielniku powoduje że napięcie progowe jest bardziej stabilne a dodatni współczynnik temperaturowy diody 9,1V w dużym stopniu kompensuje ujemny dla T3, D2 i D1. Choć nie jest to poprawne, bo układ ładowania powinien mieć współczynnik temperaturowy taki jak akumulator -3mV/K na jedną celę, a nie jak najmniejszy.

Przez PR1 płynie dodatkowy prąd do obwodu bazy T3, gdy ten jest załączony, co daje dodatnie sprzężenie zwrotne, czyli histerezę, im większy prąd tym większa histereza.

jarek_lnx dziękuje że odpowiedziałeś na moje pytanie. Czyli jak tranzystor T3 nie jest załączony, to tranzystor T2 jest załączony i cały prąd płynie przez T2 a przez PR1 nie płynie?

Twórca tego prostownika dołączył stosowny opis. Fragment z zamieszczonego pdf-a w pierwszym poście:

"Rezystorem PR2 reguluje się napięcie wyłączenia ładowania tak, aby przy napięciu na zaciskach akumulatora równym 14,4V nastąpiło wysterowanie tranzystora T3. Spowoduje to spadek napięcia na kolektorze T3 i na bazie T2 do wartości bliskiej zeru, tranzystor T1 nie będzie wysterowany a tym samym zostanie wyłączony tyrystor Th1 i przestanie świecić dioda elektroluminescencyjna D3.
Histereza przerzutnika o wartości ok. 1.2V jest ustalana za pomocą rezystorów PR1 i R7. Przy spadku napięcia akumulatora do wartości ok. 13,2V następuje zmiana stanu przerzutnika, wysterowanie tranzystora T1 a tym samym zapłon tyrystora i zaświecenie diody D3, sygnalizującej ładowanie."

Koderr napisał:

Tutaj masz bardzo obszerny temat o prostownikach,
a zaczyna się od tego którego schemat znalazłeś.
Znajdziesz tam również opis działania.

Dziękuję przeczytam ten temat.

zybex napisał:

Twórca tego prostownika dołączył stosowny opis. Fragment z zamieszczonego pdf-a w pierwszym poście:

Wiem, czytałem opis. Ale nie sztuka wiedzieć że coś tak działa, lecz sztuka zrozumieć dla czego tak działania i ja to próbuję osiognąć.

Zrobiłem drobną analizę tego obwodu, przy założeniu że akumulator ma napięcie 14,4V (bo przy tym napięciu ma być wyłączenie ładowania), zakładam że przy wysterowanym tranzystorze T2 nie płynnie prąd przez PR1 i R7.
A to moje dotychczasowe wyniki:

MlodzyDban napisał:

Czyli jak tranzystor T3 nie jest załączony, to tranzystor T2 jest załączony i cały prąd płynie przez T2 a przez PR1 nie płynie?

Tak, napięcie na R7+PR1 jest wtedy bliskie zeru.

Przy małych prądach jakie tu płyną, dokładniejsze przybliżenie napięcia przewodzenia diody to 0,6V

jarek_lnx napisał:

Przy małych prądach jakie tu płyną, dokładniejsze przybliżenie napięcia przewodzenia diody to 0,6V

Przydatna informacja, czytając notę katalogową diody BYP401 jest napisane, że typowe napięcie przewodzenia to 0,9V a maksymalne napięcie przewodzenia to 1,1V dla prądu 1A. Zapomniałem o tym że tu są małe prądy a napięcie przewodzenia jest zależne od prądu płynącego przez diodę. Teraz przy napięciu przewodzenia 0,6V trochę inaczej to wygląda.

Dodano po 44 [minuty]:

Przeanalizowałem jeszcze raz ten układ i teraz już prawie wszystko rozumiem zrozumiałem (a przynajmniej tak mi się wydaje). Jedną rzeczą której jeszcze nie rozumiem to zastosowanie kondensatora C1.

MlodzyDban napisał:

Jedną rzeczą której jeszcze nie rozumiem to zastosowanie kondensatora C1.

Zapewne miał na celu zmniejszenie wpływu szybkich zmian napięcia, ale w tym miejscu przeszkadza on dodatniemu sprzężeniu zwrotnemu.

Można lepiej poznać układ badając go w symulacji.
Zgodnie z przypuszczeniami sprawdziłem że kondensator pogarsza szybkość przełączania przerzutnika, ale nie na tyle żeby znacząco zmienił działanie układu.

Progi przełączania wyglądają tak, dla wartości rezystancji jak przy środkowym położeniu potencjometrów

jarek_lnx napisał:

Można lepiej poznać układ badając go w symulacji:

Tu mnie zachęciłeś, spróbuje przeprowadzić symulację.

aksakal napisał:

Aby uzyskać dodatkowe zmniejszenie napięcia, można połączyć 2-3 Diody szeregowo.

Chciałbym uniknąć odwijania uzwojeń transformatora więc skorzystam z tej rady.

Problem został rozwiązany, więc chciałbym w tym miejscu podziękować wszystkim za pomoc a w szczególności jarek_lnx który to pomógł mi zrozumieć zasadę działania tego układu.