Схемы зарядных устройств для автомобильного аккумулятора: сборка своими руками

Содержание

Немного теории об аккумуляторах

Любая батарея (аккумулятор) является накопителем электрической энергии. Когда на него подается напряжение, энергия накапливается из-за химических изменений внутри батареи. При подключении потребителя происходит обратный процесс: обратный химический переход создает напряжение на зажимах устройства, через нагрузку протекает ток. Поэтому, чтобы получить напряжение от аккумулятора, его нужно сначала «надеть», то есть аккумулятор должен быть заряжен.

Почти у каждого автомобиля есть собственный генератор, который при работающем двигателе обеспечивает питание бортовой аппаратуры и заряжает аккумулятор, восполняя энергию, затраченную на запуск двигателя. Но в некоторых случаях (частый или тяжелый запуск двигателя, короткие поездки и т.д.) заряд аккумулятора не успевает восстановиться, аккумулятор постепенно разряжается. Выход из этой ситуации только один — зарядка внешним зарядным устройством.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильного аккумулятора: постоянным напряжением и постоянным током. Каждый из них имеет свои особенности и недостатки:

  • Зарядка постоянным напряжением – подходит для восстановления заряда не полностью разряженных аккумуляторов, напряжение на клеммах которых не менее 12,3 В. Процесс следующий: подключается источник постоянного тока 14,2–14 В, на клеммы аккумулятора 7 В. Процесс контролируется по току потребления: когда он достигает нуля, заряд считается завершенным. Недостаток этого метода в том, что возможен большой начальный ток заряда; чем больше батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны: не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если об этом забыть.
  • Зарядка постоянным током является наиболее распространенным и надежным методом. В этом режиме зарядное устройство выдает постоянный ток, равный 1/10 емкости аккумулятора. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению аккумулятора: при достижении им 14,7 В аккумулятор прекращает зарядку. Недостаток этого метода в том, что аккумулятор может выйти из строя, если его вовремя не снять с зарядки.

Плюсы и минусы самодельного ЗУ

Несомненным преимуществом самодельного устройства для подзарядки аккумулятора является его низкая стоимость.

Части различных бытовых приборов часто используются в качестве компонентов устройства загрузчика. Даже если вы купите все необходимые детали для сборки устройства, это будет стоить гораздо меньше, чем готовое устройство.

К недостаткам самодельного устройства можно отнести примитивное устройство, исключающее автоматическое отключение устройства при достижении максимального заряда аккумулятора. Из-за этого возникает необходимость постоянно контролировать процесс.

Опытные мастера-радиолюбители находят выход из ситуации, дополняя устройство самодельными датчиками-автоматами.

Параметры прибора

Для питания от автомобильной сети требуется 12 В, но заряд аккумулятора должен быть в районе 13 – 15 В. Аккумулятор имеет свойство накапливать энергию. Когда нагрузка включена, батарея потребляет энергию. Потребление составит около 10% от общей нагрузки.

Расход энергии батареи возможен только при ее наличии. В процессе движения, при отсутствии технических поломок, аккумулятор заряжается за счет работы генератора во время движения автомобиля.

В некоторых случаях батарея просто не успевает получить необходимый заряд. К ним относятся частые заводки автомобиля, короткие и редкие поездки, длительный простой автомобиля.

В этих случаях необходима дополнительная зарядка внешней батареи.

Как сделать ЗУ для зарядки автомобильного аккумулятора постоянным током

Вам понадобится устройство, которое производит более высокое постоянное напряжение, чем и так далее с батареей. На практике это 16,2 В. Источник может быть автоматическим (что предпочтительнее) или ручным.

Особенности зарядки автомобильной батареи постоянным током

При эксплуатации устройства необходимо учитывать полярность: «плюс» подключается к «большей» батарее, «минус» — к «минусу». Только после подключения проводов вставляйте вилку в розетку 220 В.

Использование постоянного тока вызывает некоторые трудности с зарядкой напряжением. Главный нюанс — необходимость сохранения прежнего текущего значения. Проще всего это сделать с помощью обычного реостата. Но тогда нужно постоянно следить за процессом и при необходимости регулировать ток зарядки. Другой способ — использовать специальную электронную схему с тиристорами, тогда автоматически поддерживается требуемый ток:

  • емкость аккумулятора 0,1, время работы 10 часов;
  • 0,05 емкости аккумулятора, процесс занимает 20 часов.

Если домашнее зарядное устройство мощное, оно может одновременно использовать 2-3 и более автомобильных аккумуляторов. Их количество рассчитывается следующим образом:

М = В/Я,

где первый символ — количество групп батарей,

Ia – сила тока нагрузки,

In — ток нагрузки.

Последнее можно рассчитать по другой формуле: In = Pz/U. Здесь второй символ обозначает мощность зарядного устройства, третий — напряжение сети, от которой осуществляется зарядка.

Основным преимуществом зарядки аккумулятора постоянным током является возможность довести процесс до 100%. Это значительно продлевает срок службы изделия. Чем меньше зарядный ток, тем он глубже. Но не фанатизм! При слишком малом токе процесс будет продолжаться бесконечно. С другой стороны, если батарея перезаряжена, она переполнится и не зарядится полностью. Однако есть у метода и недостатки:

  • необходимость постоянно поддерживать определенное значение силы тока;
  • сильное газовыделение;
  • возможен нагрев продукта.

Избежать подобных проблем можно, собрав своими руками автомобильное зарядное устройство с двухступенчатым циклом. Сначала подают ток 0,1 от емкости аккумулятора, U = 14,4 В, затем ток уменьшают вдвое. Общее время процесса зависит от степени разрядки аккумулятора. Зарядка продолжается до тех пор, пока плотность электролита не станет стандартной. Это около 10-12 часов.

Простое зарядное устройство для АКБ на основе тиристора

Фактически речь идет о тиристорном регуляторе. На приложенной схеме нет блока защиты, модуля управления и прочих наворотов. Простота и минимум деталей сделали этот простой дизайн популярным.

Возникает вопрос: не проще ли купить готовый тиристорный прибор в магазине? Кажется, это то, что нужно сделать. А вот у дешевых заводских накопителей есть проблемы. Например, ток регулируется твердотельным переключателем, который просто уменьшает или добавляет витки в обмотке трансформатора II. Благодаря этому сила тока увеличивается или уменьшается. Примерно шаг за шагом. Память лучшего качества стоит довольно дорого. Поэтому есть смысл сделать простое упражнение своими руками. Профессионалы:

  • доступность электронных компонентов и их низкая стоимость;
  • простота поиска нужной схемы (через Интернет);
  • плавная регулировка зарядного тока (диапазон 1010 ампер);
  • использование импульсного тока, продлевающее срок службы батареи;
  • легкий запуск;
  • стабильная работа.

Принцип работы схемы и подбор деталей

Перед вами импульсный фазорегулятор, основными элементами которого являются тиристоры. Ниже по тексту схема доступного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Электронные компоненты автомобильного зарядного устройства, которые вы хотите собрать своими руками с учетом назначения:

  • С1 — 047 на 1мкФ на 63В;
  • R1 сопротивлением 6,8 кОм (P=0,25 Вт);
  • R2 300 Ом;
  • R3 3,3 кОм;
  • R4: 110 Ом;
  • R5: 15 кОм;
  • R6: 50 Ом;
  • R7 150 Ом 2 Вт;
  • VD1 — импульсный диод, обратное напряжение 50 В;
  • ВС1 — тиристорные Т-160, 250 или КУ202;
  • кТ315 или аналогичные транзисторы с прямым переходом (КТ3107 и др);
  • транзистор обратного перехода КТ361, КТ 3102 и др.;
  • FU1: Предохранитель на 10А (подойдет деталь на 15-20А, с запасом).

На тиристор воздействуют компоненты VT1 и VT2. Затем включается диод, чтобы защитить схему от скачков напряжения, возникающих на VS1. R5 в самодельном заряднике «вычисляет» I=1/10 емкости. При 60 Ач используется нагрузка 6 А. Для подстраховки рекомендуется вставить амперметр в контакты, ведущие к заряжаемому изделию. Это позволит контролировать процесс.

Теперь о питании. Схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора предполагает использование трансформатора, выдающего от 18 до 22 В. Для большего значения резистор R7 увеличить до 200 Ом. Не забудьте закрепить перемычки на диодах алюминиевых радиаторов (используйте специальную пасту). Стоит отметить: использование диодов старого образца типа Д242 подразумевает их установку на радиатор с использованием изолирующих шайб. Номинал предохранителя должен соответствовать приложенному току. Если до 6 А, то для FU 1 достаточно 6,3 А. Схема зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов (обратная сторона печатной платы) представлена ​​ниже):

Помимо предохранителя существуют электронные формы защиты от короткого замыкания и переполюсовки, приводящие к выходу зарядного устройства из строя. Например, у вас есть товар, в котором уже невозможно различить «больше» и «меньше». Тогда поможет специальная схема, сигнализирующая о неправильном подключении клемм. Должны быть подключены последовательно между аккумулятором и зарядным устройством:

Используемые детали:

  • R1 и R2: резисторы 510 Ом;
  • VD1 и MV2 — диоды (например, 1N4148 или подобные);
  • VD3 и MB4 (не устанавливаются);
  • любое реле на 12В и 15А (можно взять от своего старого ИБП);
  • любые светодиоды.

Схема просто работает. При соблюдении полярности оставшийся заряд в аккумуляторе замкнет контакты реле, начнется процесс, что будет подтверждено загоранием зеленого светодиода. Если контакты перепутаны, загорается красный индикатор. Ниже представлена ​​печатная плата устройства защиты от переполюсовки при зарядке:

Как сделать ЗУ для АКБ постоянным напряжением

Этот метод позволяет заряжать аккумулятор до 95% от его номинальной емкости. Из недостатков стоит отметить нагрев аккумулятора, изначально из-за большого значения тока. В частности, мы можем сказать:

  1. Метод подходит для восстановления работоспособности частично разряженных аккумуляторов до U=12,3 В (и более). Процедура заключается в использовании источника постоянного тока 14,5 В в сочетании с аккумулятором. Процесс считается завершенным, когда падение энергопотребления сводится к нулю. Достоинства метода: Это очень простое зарядное устройство своими руками, за процессом наблюдать не нужно, зарядка не страшна.
  2. Описанный способ зарядки аккумулятора достаточно удобен. Конструкция гарантирует ток в одну десятую от номинальной емкости аккумулятора. Самостоятельная сборка ЗУ проста: нужен трансформатор, диоды для выпрямительного моста (10 А).

Схема зарядки аккумулятора:

Вот несколько вариантов. Напряжение регулируется переключающей обмоткой II или I. Амперметр припаян последовательно, на выходе мостового выпрямителя.

ЗУ для АКБ из блока питания компьютера

Наверняка многим автовладельцам, особенно тем, кто жил при Советском Союзе в период тотального дефицита всего и вся, приходилось собирать самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Схем существует множество, начиная от простейших, описанных выше, и заканчивая сложными, реализовать которые под силу только профессиональным электронщикам. Сегодня из старого компьютерного блока питания можно сделать собственное зарядное устройство буквально за один день (нужно, чтобы оно хоть немного «подышало», включило кулеры). Чтобы собрать зарядное устройство своими руками, вам понадобится блок на 200-250 Вт (можно использовать и очень старый).

Читать также:  Какой автомобильный пылесос лучше купить: рейтинг 2022 года моющих с комбинированным питанием, аккумуляторных, мощных, отзывы

Нюансы регулировки напряжения на блоке ATX с ШИМ TL494

Основная задача переделки — добиться U=14,4 В для правильного заряда изделия. Алгоритм действий:

  1. Отпаяйте провода, подключенные к плате. А вот зеленые оставить и припаять хоть «по крайней мере» (это токоведущие площадки, ранее с темными проводами). Это запустит блок.
  2. Берем все провода, припаиваем к одной земле и к шине +12В.
  3. Далее нужно будет поработать с ШИМ, в частности микросхемой TL494 или ее аналогом. Вам нужно найти первый контакт группы (внизу слева).
  4. Переверните доску и посмотрите на дорожку, идущую от основания чипа. Вы увидите, что первый контакт подключен к трем резисторам. Нас интересует сопротивление, подключенное к плюсовым клеммам блока. На фото ниже он выделен красным цветом:

Снимите резистор с пластины и определите его сопротивление тестером. Например, это 38 кОм (цифра разная для каждого блока питания компьютера). Припаяйте пару проводов, как показано ниже:

Найдите переменный резистор того же номинала и припаяйте эти два провода вместе. Подключите блок питания к сети и поверните ползунок компонента, чтобы получить напряжение 14,5 В.

Есть нюанс: при напряжении выше 15В генерация ШИМ выйдет из строя. Затем уменьшите сопротивление и перезапустите устройство.

Далее нужно выпаять переменный резистор и измерить его тестером. Выберите правильную часть: постоянное сопротивление. Можно использовать пару компонентов, спаяв их последовательно. Протестируйте работу устройства. Для дополнительного удобства привинтите подходящую ручку для переноски и установите амперметр. Но об этом мы поговорим позже.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя следующие элементы:

  • Основным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас блок с большим количеством обмоток, то можно использовать его, но остальные обмотки использоваться не будут. Помимо классики, хорошо подходят импульсные трансформаторы, заимствованные из китайской электроники.
  • Поскольку напряжение на выходе трансформатора будет переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, потребуется выпрямитель. В данном примере мы соберем его сами из четырех диодов, но если у вас есть подходящая модель, вы можете ее установить.
  • В зависимости от удаленности и величины вторичного напряжения вам могут пригодиться патч-корды, а также для намотки медного проводника на лакокрасочную изоляцию.
  • Амперметр и вольтметр для контроля основных выходных величин можно проверить обычным мультиметром, но это займет лишнее время, поэтому гораздо проще установить стационарные приборы.
    Рис. 1: измерение мультиметром
  • Автоматическое отключение может быть выполнено с помощью реле напряжения или тока. Он реагирует на заполнение аккумулятора и отключает автоматическое зарядное устройство. Вместе с реле можно установить автосвет или светодиод для фиксации окончания нагрузки.
  • Переменный резистор или переключатель для регулирования тока во вторичной цепи зарядного устройства. Это необходимо, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для разных типов аккумуляторов, или если рабочие параметры сложно рассчитать и их необходимо отрегулировать.

Рис. 2: Пример настройки управляющего резистора

Если вы собираетесь зарядить батарею один раз, вы можете использовать только первые три ячейки; для постоянного использования будет удобнее иметь хотя бы приборы управления. Но перед тем, как собрать все воедино, нужно убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки соответствуют вашим потребностям. Первое, что нужно подобрать, это трансформатор зарядного устройства.

Как сделать своими руками

Сделать зарядное устройство с диодным мостом по схеме выше несложно. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

  • Трансформер. Если зарядное устройство изготавливается для аккумулятора легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
    • мощность не менее 150 Вт для обеспечения зарядного тока 6 А (оптимальная зарядка по времени, обеспечивающая срок службы пластин аккумулятора, достигается при 10% емкости аккумулятора);
    • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12В для нормального протекания тока через разряженную батарею около 14,4В.

    Такой трансформатор можно найти в старых телевизорах с электролампами или изношенных музыкальных центрах, сломанных микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. Ведь купить такое устройство можно в специализированных магазинах за небольшие деньги.

  • В старых трансформаторах в обмотках используется алюминиевый провод, в отличие от медного, он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Решить проблему поможет кулер от неисправного компьютерного блока питания:
  • Выпрямитель. Для диодного моста следует использовать достаточно мощные диоды, работающие с током около 10 А. Такими параметрами обладают электронные элементы типа Д246. Вы можете найти и другие подобные варианты. Наличие меток с указанием полярности диодов облегчает сборку моста.
  • Мощные диоды выделяют много тепла во время работы. Диодный мост рекомендуется устанавливать на радиатор охлаждения, например, имеющийся в старых запчастях системного блока компьютера.
    Если нет возможности найти промышленный радиатор охлаждения, можно использовать алюминиевый профиль, как показано на картинке:
  • сетевая вилка необходима для подключения зарядного устройства к бытовой розетке.
  • Монтаж лучше производить на подходящей по размеру текстолитовой доске.
  • нужен кусок нихромовой проволоки.
  • Амперметр, вольтметр.
  • Диэлектрическая бумага, изоляционная лента.
  • Помимо кузнеца, основным рабочим инструментом будет сварщик с необходимыми материалами для сварочного оборудования.

Порядок выполнения работ

  1. Так как трансформатор для домашнего зарядного устройства обычно берут от другого электроприбора, напряжение и ток во вторичной обмотке редко соответствуют требованиям. При этом вторичную обмотку нужно полностью убрать, оставив первичную. Сделайте свою школьную математику, чтобы определить подходящее количество витков и диаметр провода для требуемого напряжения и тока. Катушку с нитью легко аккуратно надеть на катушку. Не забудьте сделать изоляцию (изолированную бумагу, малярный скотч) между слоями. Вытяните концы кабеля и прикрепите их к корпусу. Для снижения вибрации обмотку необходимо пропитать парафином.
  2. Установите радиатор охлаждения с четырьмя диодами Д246, закрепленными на текстолитовой пластине. Соберите диодный мост с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистите концы клемм.
  3. Между диодным мостом и батареей подключается амперметр и устанавливается кусок нихромовой проволоки. Один конец жестко закреплен, а другой остается подвижным, поэтому можно варьировать длину нихромовой проволоки и величину сопротивления. Такой самодельный переменный резистор позволит регулировать ток, подаваемый на аккумулятор.
  4. Все соединения должны быть изолированы изолентой. Готовое электрозащитное устройство должно быть помещено в подходящий корпус.
  5. Амперметр будет контролировать процесс зарядки. Когда показания тока находятся в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор заряжен.
  6. Вы также можете проверить заряд с помощью вольтметра, но когда вы подключите зарядное устройство, ваши показания будут немного выше.

Как узнать состояние батареи?

Необходимость зарядки автомобильного аккумулятора зависит от уровня заряда. Да и общеизвестный метод проверки «крутил/не крутил» — не лучший метод. Если аккумулятор «не крутится», например, перед запуском, вы вообще не сможете завести автомобиль, состояние «не крутится» является критическим и может иметь крайне негативные последствия для аккумулятора.

Самый эффективный и безопасный метод – измерение напряжения простым тестером. Так, при температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени заряженности от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора выглядит следующим образом:

  • 12,6-12,7 – аккумулятор полностью заряжен;
  • 12,3-12,4 — уровень заряда около 75%;
  • 12,0-12,1 — около 50%;
  • 11,8-11,9 — 25%;
  • 11,6-11,7 — аккумулятор разряжен;
  • если показатель ниже 11,6В, значит глубокий разряд.

Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.

Датчик на 10,6 вольт критичен, и если уровень упадет еще ниже, аккумулятор, особенно если он давно обслуживался, просто выйдет из строя.

Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Рассмотрим, как заставить машину заряжаться. Для новичка эта схема вполне подойдет. Мы говорили об этом раньше. Как его улучшить описано выше.

Для начала вам нужно приобрести трансформатор. В старой радиоаппаратуре и магнитолах можно найти хороший ТС-180-2. Он состоит из 4 обмоток. Необходимо соединить выводы 1 и 1 на первичной обмотке, а №9 на вторичной. То есть если соединить 4 обмотки последовательно по 2, то получится двухобмоточный трансформатор с напряжением 13,6 вольт, что необходимо для нормальной работы зарядного устройства. Вам нужно припаять провод питания к контактам №2.

Как подключить зарядное устройство к автомобильному аккумулятору? Вам нужно только подключить диодный мост с 10-контактными кабелями. Стоит установить амперметр в помещении с ограничением в 15 ампер.

В цепь амперметра впаян регулятор напряжения. Между выводами трансформатора следует поместить вольтметр.

Для защиты автозарядного устройства в автомобиле должны быть предусмотрены предохранители. Один на стороне аккумулятора (10А), второй на входе трансформатора (0,5А).

Не ставьте сразу сильное течение. Для подстраховки нужно выставить на зарядном устройстве малый ток (от 1А), затем постепенно увеличивать до 9-10А. Когда батарея полностью заряжена, амперметр покажет примерно 1А. Это означает, что зарядное устройство можно отключить.

Виды самодельных зарядных устройств

Вы можете попробовать «загрузить» машину с другой машины. Если эти способы не помогают или невозможны, необходимо использовать зарядное устройство.

Определение степени заряженности автомобильного аккумулятора

Простейшие

Рассмотрим случай, как зарядить аккумулятор подручными средствами. Например, ситуация, когда вы оставили машину возле дома на ночь и забыли выключить какое-либо электрооборудование. Утром сдох аккумулятор и машина не завелась. При этом, если ваш автомобиль хорошо заводится (с пол-оборота), достаточно «немного потянуть» аккумулятор».

Во-первых, необходим источник постоянного напряжения в диапазоне от 12 до 25 вольт. Во-вторых, ограничить сопротивление. Что вы можете порекомендовать? Сегодня ноутбук есть практически в каждом доме. Блок питания ноутбука или нетбука, как правило, имеет выходное напряжение 19 вольт, ток не менее 2 ампер. Внешний контакт разъема питания отрицательный, внутренний контакт положительный.

Описание и принцип работы соленоидов. Подробнее Формула расчета сопротивления конденсатора. Узнать больше Что такое счетчик Гейгера и как его сделать своими руками Узнать больше

В качестве ограничительного сопротивления, а это обязательно!!!, можно использовать лампочку освещения салона автомобиля. Конечно может быть сильнее от поворотников или еще хуже от стопов или габаритов, но есть вероятность перегрузить блок питания. Была собрана простейшая схема: меньше энергии — лампочка — меньше батареи — больше батареи — больше энергии.

Через пару часов аккумулятор зарядится достаточно, чтобы запустить двигатель. Если у вас нет ноутбука, то на радиорынке можно заранее купить мощный выпрямительный диод с обратным напряжением более 1000 вольт и током 3 ампера. Он небольшой и может храниться в перчаточном ящике в случае чрезвычайной ситуации. Что делать в экстренной ситуации? Во-первых, снимите аккумулятор с автомобиля.

Простейшие автомобильные зарядные устройства.

Далее соберите схему: клемма штекера 220 В — минусовая клемма диода — плюсовая клемма диода — предельный заряд — минусовая клемма аккумулятора — плюсовая клемма аккумулятора — вторая клемма 220 В. В качестве предельной нагрузки можно использовать обычные лампы накаливания на 220 вольт. Например, лампа мощностью 100 Вт (мощность = напряжение X ток). Поэтому при использовании лампы мощностью 100 Вт зарядный ток будет около 0,5 ампер. Немного, но за ночь выдаст 5 ампер-часов батареи. Обычно утром достаточно пару раз завести машину.

Уровень заряда аккумулятора зависит от напряжения.

При параллельном соединении трех 100-ваттных ламп зарядный ток увеличится втрое. Вы можете зарядить автомобильный аккумулятор почти до половины за ночь. Иногда вместо ламп включают электрическую плиту. Но тут уже может выйти из строя диод, а заодно и аккумулятор. Вообще такие эксперименты с прямой зарядкой аккумулятора от сети переменного тока 220 вольт крайне опасны. Их следует использовать только в крайнем случае, когда другого выхода нет.

Читать также:  Лучшие рации для дальнобойщиков, топ раций дальнобойщика по рейтингу 2022 гоода

Цепь зарядного устройства.

Из блоков питания компьютера

Прежде чем приступить к изготовлению зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, необходимо оценить свои знания и опыт в области электро- и радиотехники. Соответственно, выберите уровень сложности устройства. В первую очередь нужно определиться с предметом. Очень часто у пользователей компьютеров есть старые системные диски. Есть блоки питания. Наряду с напряжением питания +5В они имеют шину +12В. Как правило, он рассчитан на токи до 2 ампер. Этого достаточно для слабого зарядного устройства.

его нужно «разогнать» до 15. Он обычно «выигрывает». Возьмите резистор номиналом около 1 кОм и подключите его параллельно с другими резисторами возле 8-выводной микросхемы во вторичной цепи блока питания. Таким образом, коэффициент усиления контура обратной связи изменяется соответственно и выходному напряжению. Это сложно выразить словами, но пользователи в целом это понимают. Подбирая номинал резистора, можно получить выходное напряжение около 13,5 вольт. Этого достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.

Далее нужно подключить крокодилы к выходной цепи. Ограничительные резисторы не нужны, электроника блока питания все сделает сама. Если источника питания нет, можно поискать трансформатор со вторичной обмоткой на 12-18 вольт. Они использовались в старых ламповых телевизорах и других приборах. Сейчас такие трансформаторы можно встретить в б/у источниках бесперебойного питания; его можно купить за копейки на вторичном рынке. Впоследствии начинают производить трансформаторное зарядное устройство.

Зарядное устройство блока питания.

Трансформаторные ЗУ

Трансформаторные зарядные устройства являются наиболее распространенными и безопасными устройствами, широко применяемыми в автомобильной практике. Видео: Простое зарядное устройство автомобильного аккумулятора с использованием трансформатора: Схема простейшего трансформаторного зарядного устройства автомобильного аккумулятора содержит: сетевой трансформатор; мостовой выпрямитель; ограничительная нагрузка. Через ограничивающую нагрузку протекает большой ток, она сильно нагревается, поэтому для ограничения тока нагрузки часто используют конденсаторы в первичной цепи трансформатора.

Таблица плотности заряда батареи.

В принципе, в такой схеме можно обойтись и без трансформатора, если правильно подобрать конденсатор. Но без гальванической развязки от сети переменного тока такая цепь была бы опасна с точки зрения поражения электрическим током. Более практичные схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов с регулируемым и ограниченным зарядным током. В качестве мощных выпрямительных диодов можно использовать мостовой выпрямитель от неисправного автомобильного генератора, немного переподключив цепь. Более сложные импульсные зарядные устройства для десульфатации обычно изготавливаются на микросхемах, включая микропроцессоры. Они сложны в изготовлении и требуют специальных навыков монтажа и настройки. В этом случае проще купить заводское устройство.

Автомобильное зарядное устройство-трансформер.

Простой «зарядник» с гасящими конденсаторами

Это простое устройство позволяет заряжать аккумуляторы до 100 Ач произвольным током, который регулируется в диапазоне 1-10 А с шагом 1 А, что достаточно для качественного обслуживания любого автомобильного аккумулятора. В ЗУ встроен понижающий трансформатор Тр1, сетевое напряжение на него подается через блок гасящих конденсаторов С1-С4. Каждый из конденсаторов имеет свой ключ, который подключает его к источнику питания трансформатора. Емкости конденсаторов подобраны так, чтобы переключатели S1 — S4 имели вес 1, 2, 4, 8 А соответственно.

Комбинируя положения переключателей, можно выбрать произвольный зарядный ток в диапазоне 1-10 А, с шагом 1 А. Например, если нужно установить ток 6 А, то нужно замкнуть переключатели S3 и S2. Ток 5 А заставит переключатели S3 и S1 включиться. Пониженное напряжение с трансформатора поступает на диодный мост, выпрямляется и подается на выводы Х3 и Х4, к которым подключается заряженная батарея. Зарядный ток измеряется амперметром РА1, а вольтметр PV1 подает напряжение на клеммы аккумулятора. В данной схеме зарядки отсутствуют схемы защиты от разряда аккумулятора через зарядное устройство при отключении питания, так как его функцию выполняет диодный мост.

Плюсы и минусы самодельного зарядного устройства Низкая стоимость Доступность деталей и элементов Простота сборки Требует навыков работы с электроникой Требует мер предосторожности Внешний вид самодельных изделий часто уступает готовому изделию

О деталях

Конденсаторы С1-С4 выбирают неполярные типов МБГО, МБГП, МБЧГ, КБГ-МН, МБМ или МБГЧ с рабочим напряжением не менее 300 В для МБГЧ и КБГ-МН, и не более 600 В для приборов других типов. Категорически недопустимо использовать электролитические конденсаторы, даже если они рассчитаны на нужное напряжение. «Электролит» — полярное устройство, работающее только в цепях постоянного тока. При подключении к сети переменного тока он просто взорвется. Вместо диодов Д242 можно использовать любые другие, выдерживающие ток не менее 10 А и обратное напряжение не менее 25 В.

Подойдут, например, диоды Д214 или германиевые Д305. В любых условиях их необходимо размещать на радиаторах отопления. Трансформатор Тр1 — обычного сетевого напряжения с выходным напряжением 24-26 В, способный обеспечить не менее полутора зарядных токов. Приборы РА1 и ПВ2 представляют собой амперметр с диапазоном измерения 10-15 А и вольтметр на напряжение 20 В соответственно. Указанное зарядное устройство можно использовать и для зарядки аккумуляторов с другим напряжением (например, 6 вольт), но здесь следует учесть, что «вес» тумблеров S1-S4 будет разным и его необходимо определять с помощью амперметра

Автомобильное зарядное устройство своими руками.

ЗУ из лампового телевизора

Первой будет схема, пожалуй, самая простая, и с ней справится практически любой автомобилист. Чтобы сделать простое зарядное устройство, вам понадобятся всего два компонента: трансформатор и выпрямитель. Главное условие, которому должно удовлетворять зарядное устройство, это чтобы выходной ток устройства составлял 10% от емкости аккумулятора. То есть в автомобилях часто используется аккумулятор на 60 Ач, согласно которому выходной ток устройства должен быть на уровне 6 А. При этом напряжение 13,8-14,2 В. Если у кого есть старый ненужный советский телевизор , лучше найти трансформатор, чем не найти. Принципиальная схема зарядного устройства для телевизора выглядит так.

Часто в такие телевизоры устанавливался трансформатор ТС-180. Его особенностью было наличие двух вторичных обмоток по 6,4 В и током 4,7 А. Первичная обмотка также состоит из двух частей. Сначала нужно сделать последовательное соединение обмоток. Удобство работы с таким трансформатором в том, что каждый из выводов обмотки имеет свое обозначение. Д

для последовательного соединения вторичной обмотки необходимо соединить выводы 9 и 9′ вместе. А на контакты 10 и 10′ припаяйте два куска медной проволоки. Все провода, припаянные к клеммам, должны иметь сечение не менее 2,5 мм2. Что касается первичной обмотки, то для последовательного соединения необходимо соединить выводы 1 и 1 «вместе’.

Провода с вилкой для подключения к сети необходимо припаять к контактам 2 и 2′. На этом работа с трансформатором закончена. Далее нужно сделать диодный мост. Для этого потребуется 4 диода, способных работать с током от 10 А и выше. Для этих целей подходят диодные мосты Д242 или аналоги Д246, Д245, Д243. На схеме показано, как подключать диоды: провода, идущие от клемм 10 и 10′, а также провода, идущие к аккумулятору, припаиваются к диодному мосту.

Импульсное зарядное устройство для автомобиля.

Зарядное устройство для АКБ с ШИМ-регулировкой тока

Данная схема способна отдавать зарядный ток до 6 А и имеет малые габариты, так как использует широтно-импульсный метод управления (ШИМ) и транзистор, регулирующий зарядный ток, работает в одном режиме, что значительно снижает рассеиваемую мощность в этом. Основной генератор блока управления током собран на элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы К561ЛА7, элементы DD1.3, DD1.4 являются буферными. Частота генератора 13 кГц, скважность плавно регулируется переменным резистором R3. От генератора сигнал поступает на элемент регулятора — мощный полевой транзистор VT1, работающий в ключевом режиме.

В зависимости от положения ползунка переменного резистора изменяется соотношение между временем открытого состояния транзистора и его закрытым состоянием, а значит, изменяется и средний ток заряда аккумулятора, который можно контролировать с помощью амперметра РА1. Питание микросхемы осуществляется от простейшего параметрического стабилизатора, собранного на элементах R1, VD4. Сам стабилизатор подключен к выпрямительному мосту, подающему зарядное напряжение. Диодный мост из соображений компактности смонтирован на полупроводниках Шоттки с небольшим падением напряжения. Лампа EL1 является сигнальной.

Таблица зависимостей напряжения аккумулятора от степени заряда.

К слову о деталях. Вторичная обмотка трансформатора Т1 должна обеспечивать ток 6-7 А при напряжении 16-20 В. Если используется трансформатор, вторичная обмотка которого имеет отвод в центре, то выпрямитель можно собрать по приведенной ниже схеме затем вдвое уменьшить количество выпрямительных диодов. В мостовом выпрямителе используется набор диодов VD1.1 VD1.2 и два отдельных диода VD3 и VD4.

Все элементы установлены на общий радиатор 160х45 мм с использованием слюдяных прокладок. При необходимости диоды Шоттки можно заменить обычными выпрямителями, но габариты устройства увеличатся, так как потребуется больший радиатор. При замене следует учитывать, что диоды должны выдерживать ток 10 А и обратное напряжение не менее 40 В.

Если ток нагрузки не превышает 5 А, то устанавливать транзистор VT1 на радиатор не нужно. При большем токе нужен радиатор — медная или алюминиевая пластина 50х50х1 мм. В качестве амперметра используется индикатор записи магнитофона М476/2, включенный параллельно шунту. Шунт представляет собой отрезок медного провода ПЭВ-2 1,5, намотанного на оправку диаметром 8 мм. Количество витков 16, сопротивление около 0,1 Ом.

Какие ещё имеются варианты ЗУ для АКБ

Рассмотрим еще несколько вариантов автономных зарядных устройств.

Использование зарядки от ноутбука для АКБ

Один из самых простых и быстрых способов оживить севший аккумулятор. Для реализации схемы оживления аккумулятора зарядкой ноутбука потребуются:

  1. Зарядка для любого ноутбука. Параметры зарядного устройства: 19В, сила тока: около 5А.
  2. Галогенная лампа мощностью 90 Вт.
  3. Проводное соединение с клеммами.

Перейдем к реализации схемы. Лампа служит для ограничения тока до оптимального значения. Вместо лампочки можно использовать резистор.

Зарядное устройство для ноутбука также можно использовать для «оживления» автомобильного аккумулятора

Собрать такую ​​схему не сложно. Если зарядку от ноутбука не планируется использовать по прямому назначению, штекер можно срезать, а затем прикрепить к проводам клипсы. Во-первых, используйте мультиметр, чтобы определить полярность. Фонарик включен в цепь, идущую к положительному полюсу аккумулятора. Минусовая клемма аккумулятора подключена напрямую. Только после подключения устройства к аккумулятору можно подавать напряжение на блок питания.

ЗУ своими руками из микроволновой печи или аналогичных приборов

С помощью блока трансформатора, который находится внутри микроволновки, можно сделать зарядное устройство для аккумуляторов.

Ниже представлена ​​подробная инструкция по изготовлению самодельного зарядного устройства из трансформаторного блока микроволновки.

  1. нужно снять блок трансформатора с микроволновки.
  2. Снимите вторичную обмотку, затем замените ее изолированным проводом сечением более 2 мм2 .
  3. Определить необходимое количество витков изолированного провода. Подобрать нужное значение можно опытным путем. Для этого намотайте 10 витков, а затем измерьте выходное напряжение. Например, если ваше значение равно 2 В, потребуется около 70 витков, чтобы получить 14,5 В. Выходное напряжение будет зависеть от размера используемого провода.
    Обмотка снята с трансформаторного блока СВЧ
  4. Для реализации схемы понадобится диодный мост и мощный конденсатор.
  5. При желании в схему можно включить амперметр, который будет отображать силу тока.

Схема подключения трансформатора, диодного моста и блока конденсаторов к автомобильному аккумулятору

Устройство можно установить на любое основание. При этом важно, чтобы все элементы конструкции были надежно защищены. При необходимости схему можно дополнить переключателем и вольтметром.

Бестрансформаторное зарядное устройство

Если поиск трансформатора остановится, можно использовать более простую схему без понижающих устройств. Ниже представлена ​​схема, позволяющая реализовать зарядное устройство аккумуляторов без применения трансформаторов напряжения.

Читать также:  Дешевые машины, которые выглядят дорого — самые красивые и недорогие

Схема подключения зарядного устройства без трансформатора напряжения

В качестве трансформаторов выступают конденсаторы, рассчитанные на напряжение 250 В. В цепь необходимо включить не менее 4 конденсаторов, расположив их параллельно. Параллельно конденсаторам в схему включены резистор и светодиод. Роль резистора заключается в гашении остаточного напряжения после отключения устройства от сети.

В схему также включен диодный мост, рассчитанный на работу с токами до 6А. Перемычка подключается к цепи после подключения конденсаторов и ведет к аккумулятору для зарядки на его выводах.

Выбор и подключение измерительных приборов к самодельному ЗУ

В процессе проектирования в конструкцию добавляют множество приборов, контролирующих процесс: амперметры, вольтметры. Цена этих электронных устройств невысока и колеблется в районе нескольких долларов. Проблема в том, что рынок предлагает широчайший ассортимент этих изделий, схемы подключения которых могут сильно различаться. Далее рассмотрим самые популярные и недорогие амперметры-вольтметры китайского производства. Его диапазон измерения напряжения составляет от 0 до 100В, а сила тока достигает 10А.

TK1382 и его подключение

Стоимость не превышает 5 долларов. Особенностью является наличие пары регулировочных резисторов для калибровки тока (от 0 до 10 А) и напряжения (от 0 до 100 В). Для питания устройства необходимо напряжение от 4,5 до 30 В. Схема:

Первый вариант — подключение любой нагрузки, второй — автомобильный аккумулятор.

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов схема заработает сразу. Остается только установить резистором R5 порог напряжения, по достижении которого заряд АКБ перейдет в слаботочный режим зарядки.

Настройку можно выполнить непосредственно во время зарядки аккумулятора. Но все же лучше убедиться и проверить и отрегулировать схему автоматического управления и защиты АЗУ до ее установки в коробку. Для этого вам потребуется блок питания постоянного тока, имеющий возможность регулирования выходного напряжения в диапазоне от 10 до 20 В, рассчитанный на выходной ток 0,5-1 А. Из измерительных приборов вам понадобится любой вольтметр, стрелочный тестер или мультиметр, предназначенный для измерения постоянного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на печатной плате нужно подать питающее напряжение 12-15 В от блока питания на общий провод (минус) и на вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). При изменении напряжения на выходе блока питания с 12 до 20 В необходимо с помощью вольтметра убедиться, что напряжение на выходе 2 микросхемы регулятора напряжения DA1 равно 9 В. Если напряжение отличается или изменяется, то DA1 неисправен.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от короткого замыкания по выходу, и при замыкании ее выхода на общий провод микросхема перейдет в режим защиты и не выйдет из строя. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, это не всегда означает, что она работает некорректно. Вполне возможно, что имеется короткое замыкание между дорожками на печатной плате, либо неисправен один из радиоэлементов остальной схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить ее вывод 2 от платы, и если появится 9 В, то микросхема исправна и необходимо найти и устранить короткое замыкание.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Я решил начать с описания принципа работы схемы с более простой части схемы, на которую не накладываются жесткие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от сети при отключении аккумуляторной батареи выполняет часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (далее — ОУ).

Принцип работы операционного дифференциального усилителя

Не зная принципа работы ОУ, сложно понять работу схемы, поэтому приведу краткое описание. Организационная единица имеет два входа и один выход. Один из входов, обозначенный на схеме знаком «+», называется неинвертирующим, а второй вход, обозначенный знаком «-» или кружком, — инвертирующим. Слово дифференциальный операционный усилитель означает, что напряжение на выходе усилителя зависит от разности напряжений на его входах. В этой схеме ОУ включен без обратной связи, в режиме компаратора, сравнивающего входные напряжения.

Следовательно, если напряжение на одном из входов не меняется, а на втором изменяется, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах напряжение на выходе усилителя изменится внезапно.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к диаграмме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранному на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и поэтому напряжение в точке соединения резисторов никогда не меняется и составляет 6,75 В. Второй вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой проходит зарядный ток, и напряжение изменяется в зависимости от величины тока и состояния заряда аккумулятора. Следовательно, значение напряжения на выводе 7 также изменится соответствующим образом. Резисторы делителя подобраны таким образом, чтобы при изменении напряжения заряда аккумулятора от 9 до 19 В, напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6, а напряжение на выходе операционного усилителя (вывод 8) будет меньше 0,8 В и близко к напряжению питания операционного усилителя. Транзистор откроется, на обмотку реле Р2 поступит напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Выходное напряжение также закроет диод VD11, а резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как только зарядное напряжение превысит 19 В (это может произойти только при отключении аккумулятора от выхода АЗУ), напряжение на выводе 7 будет выше, чем на выводе 6. В этом случае напряжение на выходе del op — amp резко упадет до нуля. Транзистор закроется, реле выпадет, а контакты К2.1 разомкнутся. Подача напряжения на ОЗУ будет отключена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ равно нулю, диод VD11 откроется и поэтому R15 будет включен параллельно R14 делителя. Напряжение на выводе 6 упадет мгновенно, что исключит ложные срабатывания в момент выравнивания напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и шумов. Изменяя значение R15, можно изменить гистерезис компаратора, т.е.

При подключении аккумулятора к ОЗУ напряжение на выводе 6 вернется к 6,75 В, а на выводе 7 будет ниже, и схема начнет нормально работать.

Для проверки работы схемы достаточно изменить напряжение в блоке питания с 12 до 20 В и, подключив вместо реле Р2 вольтметр, посмотреть его показания. При напряжении менее 19 В вольтметр должен показывать напряжение 17-18 В (часть напряжения будет падать на транзисторе), а при большем значении — ноль. Обмотку реле еще желательно подключить в цепь, тогда будет проверяться не только работа схемы, но и ее работоспособность, а нажатием на реле можно будет контролировать работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, нужно проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. Если напряжения отличаются от перечисленных выше, следует проверить номиналы резисторов соответствующих делителей. Если резисторы делителя и диод VD11 работают, то ОУ неисправен.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно отключить один из выводов этих элементов, схема будет работать, только без гистерезиса, то есть будет включаться и выключаться при одинаковом напряжении, подаваемом блоком питания. Транзистор VT12 легко проверить, отключив один из выводов R16 и проконтролировав напряжение на выходе ОУ. Если напряжение на выходе ОУ изменяется правильно и реле все время включено, то между коллектором и эмиттером транзистора произошел обрыв.

Проверка схемы отключения аккумулятора при полной его зарядке

Принцип работы операционного усилителя А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, за исключением возможности изменения порога отсечки напряжения с помощью подстроечного резистора R5.

Делитель опорного напряжения собран на резисторах R7, R8, при этом напряжение на выводе 4 ОУ должно быть 4,5 В. Напряжение на выводе 3 А1.1, как вы уже поняли, должно быть равно напряжению 4.5 в том случае, если напряжение на аккумуляторе достигает значения 15,6 В для случая зарядного тока 0,3 А. При больших токах напряжение будет большим и должно быть подобрано экспериментально. Более подробно эта проблема рассмотрена в статье сайта «Как зарядить аккумулятор».

Для проверки работы А1.1 напряжение питания, подаваемое блоком питания, постепенно увеличивается и уменьшается в пределах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В реле Р1 должно выключиться, а контакты К1 1 переключить АЗУ в положение режим зарядки малым током через конденсатор С4. При снижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включиться и перевести АЗУ в режим зарядки током определенного значения.

Пороговое напряжение включения 12,54 В можно регулировать изменением номинала резистора R9, но это не обязательно.

С помощью переключателя S2 можно отключить автоматическую работу, непосредственно активировав реле P1.

Схема зарядного устройства на конденсаторах без автоматического отключения

Для тех, кто не имеет достаточного опыта в сборке электронных схем или не нуждается в автоматическом отключении зарядного устройства по окончании зарядки аккумулятора, предлагаю упрощенный вариант устройства для зарядки автомобильных кислотных аккумуляторов. Отличительной особенностью схемы является ее простота для повторения, надежность, высокий КПД и стабильный зарядный ток, наличие защиты от неправильного подключения аккумулятора, автоматическое продолжение зарядки при отключении питания.

Принцип стабилизации зарядного тока остался неизменным и обеспечивается включением блока конденсаторов С1-С6 последовательно с сетевым трансформатором. Для защиты от перенапряжений во входной обмотке и конденсаторах используется одна из пар нормально разомкнутых контактов реле Р1.

При неподключенном аккумуляторе контакты реле Р1 К1.1 и К1.2 разомкнуты, и хотя зарядное устройство подключено к сети, ток в цепь не поступает. То же самое произойдет, если вы подключите аккумулятор по ошибке в полярности. При правильном подключении аккумулятора ток через диод VD8 поступает на обмотку реле Р1, реле срабатывает и его контакты К1.1 и К1.2 замыкаются. Через замкнутые контакты К1.1 на зарядное устройство подается сетевое напряжение, а через К1.2 – зарядный ток на аккумулятор.

На первый взгляд кажется, что контакты реле К1.2 не нужны, но если их нет, то при ошибочном подключении аккумулятора ток потечет с плюсовой клеммы аккумулятора через минусовую клемму зарядное устройство, затем через диодный мост и далее напрямую к минусовой клемме аккумулятора и диодам, мост памяти выйдет из строя.

Предложенная простая схема зарядки аккумуляторов легко адаптируется для заряда аккумуляторов напряжением 6 В или 24 В. Достаточно заменить реле Р1 на соответствующее напряжение. Для заряда 24-вольтовых аккумуляторов необходимо обеспечить выходное напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т1 не менее 36 В.

При желании схему простого зарядного устройства можно дополнить устройством индикации зарядного тока и напряжения, включив его как в схеме автоматического зарядного устройства.

Полезные советы

Обслуживание аккумуляторов требует грамотного подхода.

  • Работы ведутся при хорошей вентиляции во избежание скопления взрывоопасных газов.
  • Перегрев батареи указывает на необходимость выключения устройства или уменьшения тока.
  • Не допускайте перезарядки и полной разрядки аккумулятора.
  • Необходимо следить за уровнем электролита в ремонтируемых аккумуляторах.
Источники

  • https://pochini.guru/tehnika/zaryadnoe-ustroystvo
  • https://svoimirykami.guru/zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora-svoimi-rukami/
  • https://techmagia.ru/kak-sdelat-zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora-svoimi-rukami/
  • https://YDoma.info/samodelki/samodelki-ehlektronnye/avtomobil-zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora.html

[свернуть]