Просмотрите предыдущие статьи: «Двух полупериодная схема выпрямителя» и «Как изготовить трансформатор на П – образном сердечнике».

   В них говориться о том, что существуют 2–х полупериодные схемы выпрямления с двумя вторичными обмотками, каждая из которых рассчитана на полное выходное напряжение.      Обмотки работают поочередно: одна на положительной полуволне, другая на отрицательной. Используются два полупроводниковых выпрямительных диода.

   Предпочтительность такой схемы:
-      токовая нагрузка на каждую обмотку и каждый диод в два раза меньше, чем на схему с одной обмоткой;
     - сечение провода двух вторичных обмоток может быть в два раза меньше;
     - выпрямительные диоды могут быть выбраны на меньший максимально допустимый ток;
     - провода обмоток наиболее полно охватывают магнитопровод, магнитное поле рассеяния минимально.

   Используем такую схему выпрямления на П – образном сердечнике для изготовления регулируемого зарядного устройства на тиристорах.
   Двух - каркасная конструкция трансформатора позволяет это сделать наилучшим образом. К тому же две полу-обмотки получаются совершенно одинаковыми.

    И так, наше задание: построить устройство для зарядки аккумулятора с напряжением 6 – 12 вольт и плавным регулированием зарядного тока от 0 до 5 ампер.
   Мною уже предлагался для изготовления «Выпрямитель для зарядки аккумулятора», но регулировка зарядного тока в нем проводится ступенчато, через 2 - 3 вольта.
   Посмотрите в этой статье, как выполнялся расчет трансформатора на Ш – образном сердечнике. Эти расчетные данные подходят и под П –образный трансформатор той же мощности и того же сечения магнитопровода.

  Расчетные данные из статьи таковы:
   - мощность трансформатора – 100 ватт;
   - сечение сердечника – 12 см.кв.;
   - выпрямленное напряжение 18 вольт;
   - ток до 5 ампер;
   - количество витков на 1 вольт – 4,2.
     Первичная обмотка:
   - количество витков – 924;
   - ток – 0,45 ампера;
   - диаметр провода – 0,54 мм.
Вторичная обмотка:
- количество витков – 72;
- ток – 5 ампер;
- диаметр провода – 1,8 мм.

   Эти расчетные данные примем за основу построения трансформатора на П – образном сердечнике.
   С учетом рекомендаций выше указанных статей по изготовлению трансформатора на П- образном сердечнике, построим выпрямитель для зарядки аккумулятора с плавной регулировкой зарядного тока.
   Схема выпрямителя изображена на рисунке. Она состоит из трансформатора ТР, тиристоров Т1 и Т2, схемы управления зарядным током, амперметра на 5 - 8 ампер, диодного моста Д3 – Д6.
   Тиристоры Т1 и Т2 одновременно выполняют роль выпрямительных диодов и роль регуляторов величины зарядного тока.

    

   Трансформатор Тр состоит из магнитопровода и двух каркасов с обмотками.
Магнитопровод может быть набран как из стальных П – образных пластин, так и из разрезанного О – образного сердечника из навитой стальной ленты.
   Первичная обмотка (сетевая на 220 вольт - 924 витка) делится пополам – 462 витка (а – а1) на одном каркасе, 462 витка (б – б1) на другом каркасе.
   Вторичная обмотка (на 17 вольт) состоит из двух полуобмоток (по 72 витка) мотается на первом (А - Б) и на втором (А1 – Б1) каркасе по 72 витка. Всего 144 витка.
Третья обмотка (36 + 36 витков – 17 вольт) служит для питания схемы управления и состоит из 72 витков провода. На одном каркасе (с – с1) 36 витков и на другом каркасе (д – д1) 36 витков.
   Первичная обмотка мотается проводом диаметром – 0,54 мм.
   Каждая вторичная полуобмотка мотается проводом диаметром 1,3 мм., рассчитанным на ток 2,5 ампера.

   Третья обмотка мотается проводом диаметром 0,1 - 0,3 мм, выбрать любой из имеющегося в наличии, ток потребления здесь маленький.
   Плавная регулировка зарядного тока выпрямителя основана на свойстве тиристора переходить в открытое состояние по импульсу, поступающему на управляющий электрод.
   Регулируя время прихода управляющего импульса, можно управлять средней мощностью проходящей через тиристор за каждый период переменного электрического тока.
   В регуляторе используется фазово - импульсный  метод управления: на управляющий электрод тиристора поступают импульсы, которые сдвинуты по фазе относительно начала каждого полупериода напряжения в обмотках.

   Схема управления состоит из аналога тиристора, собранного на транзисторах Тр1 и Тр2, времязадающей цепочки, состоящей из конденсатора С и резисторов R2 и Ry, стабилитрона Д7 и разделительных диодов Д1 и Д2. Регулировка зарядного тока производится переменным резистором Ry.

Схема управления тиристорами работает следующим образом.
Переменное напряжение 17 вольт снимается с третьей обмотки, выпрямляется диодным мостом Д3 – Д6 и имеет форму (точка №1) (в кружке №1). Это, пульсирующее напряжение положительной полярности с частотой 100 герц, меняющее свою величину от 0 до 17 вольт.

   Через резистор R5 напряжение поступает на стабилитрон Д7 (Д814А, Д814Б или любой другой на 8 – 12 вольт). На стабилитроне напряжение ограничивается до 10 вольт и имеет форму №2.   
   Далее следует зарядно – разрядная цепочка (Ry, R2, C). При возрастании синусоиды напряжения от 0, начинает заряжаться конденсатор С, через резисторы Ry, и R2.
   Сопротивление резисторов и емкость конденсатора (Ry, R2, C) подобраны таким образом, чтобы конденсатор зарядился за время действия одного полупериода пульсирующего напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С достигнет максимальной величины (точка №3), аналог тиристора (транзисторы Тр1 и Тр2) откроется и заряд электричества, накопленный в конденсаторе, выделится на резисторе R1. Форма импульса на резисторе R1 показана (точка №4) в кружке №4.
   Через разделительные диоды Д1 и Д2 импульс запуска подается одновременно на оба тиристора Т1 и Т2. Открывается тот тиристор, на который в данный момент поступила положительная полуволна переменного напряжения с вторичных обмоток выпрямителя (точка №5).
Во время спада, когда выпрямленное пульсирующее напряжение проходит через ноль, тиристор закрывается и остается в закрытом состоянии до прихода следующего полупериода и открывающего импульса запуска.

   Изменяя сопротивление резистора Ry, изменяем время, за которое полностью зарядится конденсатор С, то есть изменяем время формирования импульса запуска тиристоров во время действия полуволны напряжения.
   Поскольку это регулирование импульсно-фазовое, говорят, что импульс формируется при определенном фазовом угле.
   В точке №6 показана форма напряжения на выходе выпрямителя в зависимости от угла регулирования.
   На схеме выпрямителя показаны точки №1 - №6, для подключения осциллографа, а на графиках в кружочках показаны диаграммы напряжений в этих точках.
  Если у вас осциллографа нет, то придется просто поверить "на слово".

   Изменяется сопротивление Ry, изменяется время начала открывания тиристоров, изменяется форма заполнения полупериода действующим током (фигура №6).
   Заполнение полупериода может регулироваться от 0 до 100%. Весь процесс регулирования напряжения во времени показан на рисунке.

Все показанные замеры формы напряжения в точках №1 - №6 проведены относительно плюсового вывода выпрямителя.
Мощность в нагрузке будет соответствовать заштрихованной площади – в это время тиристор открыт.

     Детали выпрямителя:
   - тиристоры Т1 и Т2 – КУ 202И-Н на 10 ампер. Каждый тиристор устанавливать на радиатор площадью 35 – 40 см.кв. радиаторы изолированы друг от друга;
   - диоды, Д1 – Д6 Д226 или любые на ток 0,3 ампера и напряжение выше 50 вольт;
   - стабилитрон, Д7 - Д814А - Д814Г или любой другой на 8 – 12 вольт;
   - транзисторы Тр1 и Тр2, любые маломощные на напряжение свыше 50 вольт. Желательно подбирать пару с одинаковой мощностью, разными проводимостями и с равными коэффициентами усиления (не менее 35 - 50). Мною опробованы разные пары транзисторов: КТ814 – КТ815, КТ816 – КТ817; МП26 – КТ308, МП113 – МП114. Все варианты работали хорошо.
   - конденсатор, емкостью 0,15 микрофарады;
   - резистор R5, ставить мощностью в 1 ватт. Остальные резисторы мощностью 0,5 ватта.
   - амперметр, рассчитан на ток 5 – 8 ампер.

   Необходимо с вниманием отнестись к монтажу трансформатора. Советую перечитать статью «Как изготовить трансформатор на П – образном сердечнике». Особенно, то место, где приводятся рекомендации по фазированию включения первичной и вторичной обмоток.
   Можно немного изменить  процесс фазировки обмоток, как на рисунке, ниже.

   Вместо дополнительного трансформатора можно  использовать электрическую лампочку.
   В цепь первичной обмотки последовательно включается электрическая лампочка на напряжение 220 вольт и мощностью 60 ватт. Эта лампочка будет служить вместо предохранителя.

  Если половинки первичных обмоток будут сфазированы неправильно, лампочка загорится.   
   Если соединения половинок первичной обмотки проведены правильно, при включении трансформатора в сеть 220 вольт, лампочка должна вспыхнуть и потухнуть.
   После фазировки, лампочка убирается и включается предохранитель на 2 ампера.
   На клеммах вторичных обмоток (А - А1  и  Б - Б1),  должно быть два напряжения по 17 вольт, в сумме (между А и Б) - 34 вольта.

   Все монтажные работы необходимо проводить с соблюдением правил техники электробезопасности.