В интернет сети можно найти довольно большое количество различных примеров ЗУ, для каждого из них дается электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.
Среди многочисленных вариантов привлекают внимание импульсные ИИП, их выходная мощность может составлять до 150 Вт, этого вполне достаточно не только для обыкновенной зарядки аккумулятора, но и для его «прикуривания» во время запуска двигателя в сложных зимних условиях.
Конечно, кратковременный ток запуска в этих режимах превышает возможности зарядного устройства, но и такая добавка мощности может значительно помочь не вполне зараженному .
Предлагаемая схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора не является догмой, в нее можно вносить некоторые изменения с целью улучшения выходных показателей.
Представленная схема позволяет самостоятельно собрать зарядное устройство, которое при показателях напряжения в пределах 12÷14 В может давать до 120 А постоянного тока.
По принципиальным характеристикам у схемы нет никаких сложностей, задающий генератор IR2153, он легко справляется с управлением двумя ключами.
Схема имеет надежные многоканальные полевые резисторы высокой мощности IRF740. Можно поставить и другие типы резисторов, но это отрицательно скажется на выходной мощности зарядного устройства.
Описание схемы блока зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора представляет хорошо известный полумост. Напряжение от сети поступает после сетевого фильтра на выпрямитель, для ограничения величины пускового тока вмонтированы термисторы.
Сглаживание пусковых токов и понижение уровня помех выполняется дросселем и пленочными конденсаторами. Мостовой выпрямитель можно ставить покупной или собрать собственный из четырех диодов соответствующих параметров, но во всех случаях нужно следить, чтобы он выдерживал минимум 400 В, а лучше и все 1000 В, при этом сила тока должна быть в пределах 6÷10 А. Можно брать готовые диодные сборки от блока питания компьютеров.
Напряжение на электролитах полумоста должно составлять до 250 В, при больших показателях нужно соответственно увеличивать емкость конденсаторов. Кстати, эти конденсаторы также можно брать из бока питания компьютера.
Используется кольцевой трансформатор, но можно его заменить самодельным на феррите Ш-образного вида. Силовые транзисторы должны иметь эффективные теплоотводы, лучше их сделать отдельными.
В крайнем случае, допускается монтаж на общий теплоотвод. Правильно собранная схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора должна гарантировать отсутствие малейшего нагрева транзисторов без нагрузки, если их температура повышена – следует искать ошибки монтажа или несправные составные элементы.
Для диодных выпрямителей взяты импульсные выпрямители с большими значениями токов, в комплекте с ними нужно ставить мощные диодные шоттки. После моста можно поставить электролитический конденсатор.
В данном блоке не предусмотрена защита от сверхвысоких токов короткого замыкания на выходе. Это значит, что ни в коем случае не следует проверять работоспособность включенного зарядного устройства путем кратковременного замыкания проводов.
Если от такой привычки сложно избавиться, то в обязательном порядке следует установить дополнительную схему защиты, ее можно устанавливать отдельно или вмонтировать в общий корпус.
Другие по эксплуатации и ремонту автомобиля читайте в специальном разделе нашего сайта.
Очень часто, особенно в холодное время года, автолюбители сталкиваются с необходимостью зарядки автомобильного аккумулятора. Можно, и желательно, приобрести заводское зарядное устройство, лучше зарядно-пусковое для использования в гараже.
Но, если у вас есть навыки электротехнических работ, определенные знания в области радиотехники, то можно изготовить и своими руками простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Кроме того, лучше заранее подготовиться к возможному случаю, когда АКБ внезапно разрядилась вдали от дома либо места стоянки и обслуживания.
Общие сведения о процессе зарядки АКБ
Заряд автомобильного аккумулятора необходим при падении напряжения на клеммах менее 11,2 Вольта. Несмотря на то, что аккумуляторная батарея может запустить двигатель автомобиля и при таком заряде, во время длительной стоянки при пониженных напряжениях начинаются процессы сульфатации пластин, которые приводят к потере емкости АКБ.
Поэтому во время зимовки автомобиля на стоянке либо в гараже необходимо постоянно производить подзарядку аккумулятора, следить за напряжением на его клеммах. Более лучший вариант – снять аккумуляторную батарею, занести в теплое место, но все равно не забывать о поддержании его заряда.
Заряд аккумулятора ведется постоянным либо импульсным током. В случае зарядки от источника постоянного напряжения обычно выбирается ток заряда равный одной десятой от емкости АКБ.
Например, если емкость аккумуляторной батареи составляет 60 ампер-часов, ток заряда следует выбирать 6 Ампер. Однако, исследования показывают, что, чем меньше ток заряда, тем наименее интенсивно идут процессы сульфатации.
Мало того, существуют методы десульфатации пластин аккумулятора. Они заключаются в следующем. Сначала АКБ разряжается до напряжения 3 – 5 Вольт большими токами малой длительности. Например такими, как при включении стартера. Затем идет медленный полный заряд током около 1 Ампера. Такие процедуры повторяют 7-10 раз. Эффект десульфатации от этих действий есть.
Практически на таком принципе основаны десульфатирующие импульсные зарядные устройства. АКБ в таких приборах заряжается импульсным током. За период зарядки (несколько миллисекунд) на клеммы аккумулятора подается разрядный короткий импульс обратной полярности и более длительный зарядный прямой полярности.
Очень важно в процессе заряда не допустить эффекта перезаряда аккумуляторной батареи, то есть момента, когда он зарядится до предельного напряжения (12,8 – 13,2 Вольта в зависимости от типа АКБ).
Это может вызвать , увеличение плотности и концентрации электролита, необратимые разрушения пластин. Именно поэтому заводские зарядные устройства снабжены электронной системой контроля и отключения.
Схемы самодельных простых зарядных устройств для автомобильного аккумулятора
Простейшие
Рассмотрим случай, как нужно зарядить аккумулятор подручными средствами. Например, ситуацию, когда вечером вы оставили автомобиль возле дома, забыв выключить какое-нибудь электрооборудование. К утру АКБ разрядилась и не заводит авто.
В этом случае, если у вас автомобиль заводится хорошо (с пол-оборота) аккумуляторную батарею достаточно немного «подтянуть». Как это сделать? Во-первых, необходим источник постоянного напряжения в пределах от 12 до 25 вольт. Во-вторых, ограничительное сопротивление.
Что можно посоветовать?
Сейчас практически в каждом доме есть ноутбук. Блок питания ноутбука или нетбука, как правило, имеет выходное напряжение 19 Вольт, ток не менее 2 ампера. Внешний вывод разъема питания – минус, внутренний – плюс.
В качестве ограничительного сопротивления, а оно обязательно !!!, можно использовать салонную лампочку автомобиля. Можно, конечно и более мощную от поворотников или еще хуже стопов или габаритов, но есть вероятность перегрузки блока питания. Собирается простейшая схема: минус блока питания – лампочка – минус АКБ – плюс АКБ – плюс блока питания. За пару часов аккумулятор подзарядится настолько, что сможет запустить двигатель.
Если ноутбук отсутствует, можно на радиорынке заранее приобрести мощный выпрямительный диод с обратным напряжением более 1000 Вольт и током от 3 Ампер. Он имеет небольшие размеры, можно положить в бардачок на экстренный случай.
Что делать в экстренном случае?
В качестве ограничительной нагрузки можно использовать обычные лампы накаливания на 220 Вольт. Например, лампа на 100 Ватт (мощность = напряжение Х ток). Таким образом, при использовании 100 ваттной лампы ток заряда будет составлять около 0,5 Ампер. Немного, но за ночь он отдаст 5 Ампер-часов емкости в аккумулятор. Обычно достаточно, чтобы утром пару раз прокрутить стартер автомобиля.
Если соединить в параллель три лампы по 100 Ватт ток заряда увеличится втрое. Можно за ночь почти наполовину зарядить автомобильный аккумулятор. Иногда вместо ламп включают электроплитку. Но здесь уже может выйти из строя диод, а заодно и АКБ.
Вообще, подобного рода эксперименты с прямым зарядом аккумуляторной батареи от сети переменного напряжения 220 Вольт крайне опасны . Их следует использовать только в экстремальных случаях, когда нет другого выхода.
Из блоков питания компьютера
Перед тем, как приступить к изготовлению своими руками зарядного устройства для автомобильного аккумулятор, следует оценить свои познания и опыт в области электро- и радиотехники. В соответствии с этим выбрать уровень сложности устройства.
Прежде всего, следует определиться с элементной базой. Очень часто у пользователей компьютеров остаются старые системные блоки. Там есть блоки питания. Наряду с напряжением питания +5В в них присутствует шина +12 Вольт. Как правило, она рассчитана на ток до 2 Ампер. Этого вполне достаточно для немощного зарядного устройства.
Видео — пошаговая инструкция по изготовлению и схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора из компьютерного блока питания:
Вот только напряжения 12 Вольт маловато. Необходимо «разогнать» его до 15. Каким образом? Обычно методом «тыка». Берут сопротивление около 1 килоОм и подсоединяют параллельно другим сопротивлениям вблизи микросхемы с 8-ю ногами во вторичной цепи блока питания.
Таким образом, изменяют коэффициент передачи цепи обратной связи, соответственно, и выходное напряжение.
Сложновато объяснять на словах, но обычно у пользователей это получается. Подбором величины сопротивления можно достичь напряжения на выходе около 13,5 Вольт. Это достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.
Если блока питания под рукой нет, можно поискать трансформатор с вторичной обмоткой на 12 – 18 Вольт. Они использовались в старых ламповых телевизорах и прочей бытовой технике.
Сейчас такие трансформаторы можно найти в отработанных источниках бесперебойного питания, его можно за копейки купить на вторичном рынке. Далее приступают к изготовлению трансформаторного зарядного устройства.
Трансформаторные ЗУ
Трансформаторные зарядные устройства — наиболее распространенные и безопасные приборы, широко используемые в автолюбительской практике.
Видео — простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с использованием трансформатора:
Самая простая схема трансформаторного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора содержит:
- сетевой трансформатор;
- выпрямительный мост;
- ограничительную нагрузку.
Через ограничительную нагрузку протекает большой ток, она сильно нагревается, поэтому для ограничения тока зарядки часто используют конденсаторы в первичной цепи трансформатора.
В принципе, в такой схеме можно обойтись и без трансформатора, если грамотно подобрать конденсатор. Но без гальванической развязки с сетью переменного тока такая схема будет опасна с точки зрения поражения электрическим током.
Более практичны схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов с регулировкой и ограничением тока заряда. Одна из таких схем изображена на рисунке:
В качестве мощных выпрямительных диодов можно использовать выпрямительный мост неисправного генератора автомобиля, слегка перекоммутировав схему.
Более сложные импульсные зарядные устройства с функцией десульфатации обычно выполнены с использованием микросхем, даже микропроцессоров. Они сложны в изготовлении, требуют специальных навыков монтажа и настройки. В таком случае проще приобрести заводское устройство.
Требования безопасности
Условия, которые следует выполнять при использовании самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:
- зарядное устройство и АКБ на время зарядки должны быть расположены на несгораемой поверхности;
- в случае использования простейших зарядных устройств необходимо использовать индивидуальные средства защиты (изолирующие перчатки, резиновый коврик);
- во время использования вновь изготовленных устройств необходим постоянный контроль за процессом зарядки;
- основные контролируемые параметры процесса зарядки – ток, напряжение на клеммах аккумулятора, температура корпуса зарядного устройства и аккумулятора, контроль момента закипания;
- при постановке на зарядку в ночное время необходимо наличие устройств защитного отключения (УЗО) в сетевом подключении.
Видео — схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора из ИБП:
Может заинтересовать:
Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля
Как быстро избавиться от царапин на кузове авто
Что дает установка автобаферов?
Зеркало видеорегистратор Car DVRs Mirror
Похожие статьи
Комментарии к статье:
Лёха
Информация, представленная здесь, конечно, любопытная и познавательная. Я, как бывший радиотехник советской школы, прочитал с большим интересом. Но в реальности сейчас даже «отчаянные» радиолюбители вряд ли будут заморачиваться с поиском схем самодельного зарядного устройства и позже собирать его с паяльником и радиодеталями. На это пойдут только радиолюбители-фанатики. Гораздо проще купить заводской аппарат, тем более цены, думаю, доступные. В крайнем случае, можно обратиться к другим автолюбителям с просьбой «прикурить», благо, сейчас автомобилей везде полно. Написанное здесь полезно не столько практической ценностью (хотя и это тоже), сколько прививанием интереса к радиотехнике в целом. Ведь большинство современных детей не то что отличить резистор от транзистора не могут, да и выговорить-то с первого раза не выговорят. И это очень печально…
Михаил
Когда аккумулятор был старый и полудохлый, частенько пользовался ноутбучным блоком питания для подзарядки. В качестве токоограничителя использовал ненужный старый задний фонарь с четырьмя лампочками по 21 Ватт, включенными параллельно. Напряжение на клеммах контролирую, в начале зарядки обычно примерно 13 В, аккумулятор жадно ест заряд, потом напряжение заряда возрастает, и когда доходит до 15 В, зарядку прекращаю. Хватает полчаса-час, чтобы уверенно запустить двигатель.
Игнат
У меня в гараже советское зарядное устройство, «Волна» называется, 79-го года выпуска. Внутри здоровенный и тяжеленный трансформатор и несколько диодов, резисторов и транзисторов. Почти 40 лет в строю и это при том, что юзаем его с отцом и братом постоянно и не только для зарядки, а и в качестве блока питания в 12 В. А сейчас действительно, проще купить дешевое китайское устройство за пять соток, чем заморачиваться с паяльником. А на Алиэкспресс даже можно и за полторы сотни купить, пересылать правда будут долго. Хотя вот из блока питания компьютера вариант мне понравился, у меня как раз десяток валяется в гараже старых, но вполне рабочих.
Сан Саныч
Мда. Растёт конечно пепсиколовое поколение… :-\ Правильное зарядное устройство должно выдавать 14.2 вольта. Не больше и не меньше. При большей разности потенциалов электролит вскипит, а аккумулятор вздует так, что его потом будет проблематично вытащить или, наоборот, — не установить обратно в авто. При меньшей разности потенциалов заряда АКБ не будет. Самая нормальная схема из представленных в материале, — с понижающим трансформатором (первая). При этом трансформатор должен выдавать ровно 10 вольт при токе не менее 2 ампера. Таких в продаже навалом. Диоды лучше ставить отечественные, — Д246А (необходимо ставить на радиатор с изоляторами из слюды). На худой конец — КД213А (эти можно приклеить на суперклей к алюминиевому радиатору). Конденсатор любой электролитический емкостью не менее 1000 мкФ на рабочее напряжение не менее 25 вольт. Сильно большой конденсатор тоже нафиг не нужен, так как за счёт пульсаций недовыпрямленного напряжения получаем оптимальный заряд для АКБ. Итого получим 10 * корень из 2 = 14.2 вольта. У самого такой зарядник ещё со времён 412го москвича. Не убиваемый вообще. 🙂
Кирилл
В принципе при наличии нужного трансформатора собрать схему трансформаторного зарядного устройства самому не так и сложно. Даже для меня, не сильно большого специалиста в обрасти радиоэлектроники. Многие говорят, мол зачем морочиться, если проще купить. Согласен, но тут дело не конечного результата, а самого процесса, ведь куда приятнее пользоваться вещью изготовленной собственными руками, чем покупной. И самое главное, если эта самоделка выйдет из стоя, то тот кто её собирал знает свою зарядку для аккумулятора досконально и способен починить быстро. А если сгорает покупное изделие, то еще покопаться нужно и вовсе не факт, что поломка будет найдена. Я голосую за устройства собственной сборки!
Олег
Вообще считаю, что идеальный вариант — это зарядное устройство промышленного производства, поэтому такое имею и вожу в багажнике постоянно. Но в жизни ситуации разные. Как- то был в гостях у дочери в Черногории, а там вообще с собой ничего не возят и даже редко кто имеет. Вот и она забыла на ночь закрыть дверь. Аккумулятор разрядила. Ни диода под рукой, ни компа. Нашел у нее шуруповерт бошевский на 18 вольт и 1 ампер тока. Вот его зарядку и использовал. Правда заряжал всю ночь и периодически трогал на предмет перегрева. Но ничего выдержала, утром завели с полпинка. Так что вариантов много, надо искать. Ну а по поводу самодельных зарядок, как радиоинженер могу посоветовать только трансформаторные, т.е. развязанные по сети, они безопасны по сравнению с конденсаторными, диодными с лампочкой.
Сергей
Зарядка аккумулятора нестандартными устройствами может привести или к полному безвозвратному износу, или к снижению гарантированной эксплуатации. Вся проблема в подключение самоделок, что бы номинальное напряжение ни превышало допустимого. Необходимо учитывать перепады температур и это очень важный момент, особенно в зимнее время. При понижении на градус увеличиваем и наоборот. Есть примерная таблица в зависимости от типа батареи – запомнить ее не сложно. Еще один важный момент – все замеры напряжения и естественно плотности производятся только на холодную, на неработающем двигателе.
Виталик
Вообще зарядным устройством пользуюсь крайне редко, может раз в два-три года, и то, когда уезжаю на долго, к примеру летом на пару месяцев на юг к родственникам. А так в основном машина почти ежедневно в работе, аккумулятор заряжается и надобности в таких устройствах нет. По этому считаю, что покупать за деньги то, чем практически не пользуешься не слишком умно. Оптимальный вариант — собрать такую простенькую поделку, допустим из компьютерного блока питания, и пуская валяется в ожидании своего часа. Ведь здесь принципиально не зарядить батарею полностью, а немного взбодрить её для пуска мотора, а дальше генератор сделает свое дело.
Николай
Буквально вчера подзаряжали аккумулятор от зарядника для шуруповерта. Машина стояла на улице, мороз -28, аккумулятор пару раз крутанул и встал. Достали шуруповерт, пару проводов, подключили и через полчаса авто благополучно завелось.
Дмитрий
Готовое магазинное зарядное устройство конечно идеальный вариант, ну а кому хочется приложить свои руки, да учитывая что пользоваться им приходится не часто, то можно не тратить деньги на покупку и сделать зарядку самим.
Самодельное зарядное должно быть автономно, не требовать присмотра, контроля тока, так как заряжаем чаще всего ночью. Кроме того оно должно обеспечивать напряжение 14,4 В и обеспечивать отключение АКБ при превышении тока и напряжения выше нормы. Также должно обеспечивать защиту от переполюсовки.
Основные ошибки которые совершают «кулибины» — это подключение напрямую к бытовой электросети, это и не ошибка даже а нарушение техники безопасности, следующая ограничение тока заряда емкостями, да и дороже: одна батарея конденсаторов 32 мкф на 350-400 В (меньше нельзя) обойдется как крутое фирменное зарядное устройство.
Проще всего использовать компьютерный импульсный блок питания (ИБП), он сейчас доступнее трансформатора на железе, да и отдельную защиту делать не надо, все готово.
Если нет компьютерного блока питания надо искать трансформатор. Подойдет силовой с накальными обмотками от старых ламповых телевизоров – ТС-130, ТС-180, ТС-220, ТС-270. Мощности у них за глаза с избытком. Можно найти на авторынке старый накальный трансформатор ТН.
Но все это только для тех кто дружит с электрикой. Если нет не заморачивайтесь – вы не сделаете зарядку отвечающую всем требованиям, поэтому покупайте готовую и не тратьте время.
Лора
Мне досталось от деда зарядное устройство. С советских времен. Самодельное. Я в этом совсем не разбираюсь, но знакомые увидев его восхищенно и уважительно цокают языком, мол, вот эта вещь «на века». Говорят, на каких-то лампах собрана и до сих пор работает. Я, правда, им практически не пользуюсь, но не в этом дело. Все советскую технику ругают, а она в разы оказывается надежнее современной, даже самодельная.
Владислав
В целом полезная вещица в хозяйстве, особенно если есть функция регулировки выходного напряжения
Алексей
Ни пользоваться, ни собирать самодельные зарядки как-то не доводилось, но принцип сборки и работы вполне представляю. Думаю, самоделки ничем не хуже заводских, просто возиться никто не хочет, тем более цены на магазинные вполне доступные.
Виктор
В целом, схемы несложные, деталей немного и они доступные. Наладку при наличии некоторого опыта тоже реально сделать. Так что вполне можно собрать. Конечно, очень приятно пользоваться прибором, собранным собственными руками)).
Иван
Зарядник, конечно штука полезная, но сейчас на рынке есть экземпляры поинтереснее — имя им пуско-зарядные устройства
Сергей
Схем зарядного устройства очень много и я как радиоинженер перепробовал многие из них. До прошлого года у меня работала схема еще с советских времен и она работала прекрасно. Но однажды у меня (по моей вине) в гараже умер полностью аккумулятор и понадобился циклический режим, чтобы его восстановить. Тогда и не стал заморачиваться (в связи с нехваткой времени) с созданием новой схемы, а просто пошел и купил. И теперь вожу зарядку в багажнике на всякий случай.
Аккумуляторная батарея получает заряд в автомобиле от генератора во время движения транспортного средства. Однако, в качестве элемента безопасности в электроцепь входит контролирующее реле, которое обеспечивает значение выходного напряжения с генератора на уровне 14 ±0,3В.
Так как известно, что достаточный уровень для полной и быстрой зарядки батареи должен быть на уровне 14,5 В, то очевидно, АКБ для заполнения всей емкости потребуется помощь. В этом случае понадобится либо магазинный аппарат, либо нужно зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками изготовить в домашних условиях.
В теплое время года даже наполовину разряженная автомобильная батарея позволит запустить двигатель. Во время морозов ситуация обстоит хуже, ведь при отрицательной температуре снижается емкость, а одновременно повышаются пусковые токи. За счет увеличения вязкости холодного масла требуется большее усилие для раскручивания коленвала. Это значит, что в холодное время года АКБ нуждается в максимальном заряде.
Большое количество разнообразных вариантов самодельных зарядных устройств позволяет подобрать схему для разных уровней знаний и мастерства изготовителя. Есть даже вариант, при котором автомобиля изготавливается при помощи мощного диода и электрообогревателя. Двухкиловатный калорифер, включенный в бытовую сеть 220 В, в последовательной цепи с диодом и батареей АКБ даст на последнюю чуть больше 4 А тока. За ночь схема «накрутит» 15 кВт, но батарея получит полный заряд. Хотя общий КПД системы вряд ли превысит 1%.
Те, кто собираются изготавливать простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками с транзисторами, должны знать, что такие аппараты могут значительно перегреваться. Также у них возникают проблемы при неправильной полярности и случайном коротком замыкании.
Для тиристорных и симисторных схем основными проблемами являются стабильность заряда и шумность. Отрицательной стороной являются также радиопомехи, от которых можно избавиться с помощью ферритового фильтра, и проблемы с полярностью.
Немало можно встретить предложений по переделке компьютерного блока питания в самодельное зарядное устройство для АКБ. Но нужно знать, что хотя и структурные схемы этих приборов схожи, но электрические имеют существенные различия. Для правильной переделки понадобится достаточный опыт в работе со схемами. Не всегда слепое копирование при таких переделках приводит к заданному результату.
Принципиальная схема на конденсаторах
Наиболее интересной может оказаться конденсаторная схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Она обладает высоким КПД, не перегревается, выдает стабильную силу тока, невзирая на уровень заряженности АКБ и возможных проблем с колебаниями сети, а также стойко переносит кратковременные короткие замыкания.
Визуально картинка кажется слишком громоздкой, но при детальном разборе все участки становятся понятными. Она оснащена даже алгоритмом выключения при полном заряде батареи.
Ограничитель тока
Для конденсаторных зарядок регулирование силы токи и ее стабильность обеспечивается последовательного включения обмотки трансформатора с балластными конденсаторами. При этом соблюдается прямая зависимость зарядного тока АКБ и емкости конденсаторов. Увеличивая последние, получим больший ампераж.
Теоретически данная схема уже может работать в качестве зарядки батареи, но проблемой окажется в ее надежности. Слабый контакт с электродами АКБ погубит незащищенные трансформаторы и конденсаторы.
Любой школьник, изучающий физику, сможет вычислить необходимую емкость для конденсаторов С=1/(2πvU). Однако быстрее будет сделать это по заранее подготовленной таблице:
В схеме можно уменьшит количество конденсаторов. Для этого их подключают группами либо с помощью переключателей (тумблеров).
Защита от неправильной полярности в зарядном устройстве
Чтобы не возникло проблем при переполюсовании контактов, в схеме находится реле Р3. Неверно подключенные провода защитит диод VD13. Он не пустит ток в неправильном направлении и не даст замкнуть контакт К3.1, соответственно неправильный заряд на АКБ не пойдет.
Если же полярность соблюдается, то реле замкнется, и начнется зарядка. Данную схему можно применять на любом из типов зарядных самодельных устройств, хоть с тиристорами, хоть с транзисторами.
Переключатель S3 контролирует в схеме напряжение. Нижнее замыкание дает значение напряжения (В), а при верхнем соединении контактов получим уровень силы тока (А). Если же устройство подключено только к батарее без включения в бытовую сеть, то можно узнать напряжение аккумулятора в соответствующем положении переключателя. Головкой служит микроамперметр М24.
Автоматика для самодельной зарядки
В качестве питания усилителя подбираем девятивольтовую схему 142ЕН8Г. Данный выбор обоснован ее характеристиками. Ведь при температурных колебаниях корпуса платы даже на десять градусов, на выходе прибора колебания напряжения сводятся к погрешности в сотые доли вольт.
Самоотключение срабатывает при параметре напряжения в 15,5 В. Эта часть схемы помечена А1.1. Четвертый вывод микросхемы (4) подключен к делителю R8, R7 где на него выходит напряжение в 4,5 В. Другой делитель подключен к резисторам R4-R5-R6. В качестве настройки данной цепи применяется регулировка резистора R5, чтобы обозначить уровень превышения. С помощью R9 в микросхеме контролируется нижний уровень включения аппарата, которое осуществляется на 12,5 В. Резистор R9 и диод VD7 обеспечивают интервал напряжения для бесперебойной работы зарядки.
Алгоритм работы схемы достаточно прост. Соединяясь с зарядником, проводится контроль уровня напряжения. Если оно ниже 16,5 В, то по схеме проходит команда на открытие транзистора VT1, который, в свою очередь, запускает соединение реле Р1. После этого подключается первичная обмотка установленного трансформатора, и процесс зарядки АКБ запущен.
После набора полной емкости и получения выходного параметра по напряжению на уровне 16,5 В, то в схеме понижается напряжение для того, чтобы удерживать транзистор VT1 открытым. Реле проводит отключение. Подача на клеммы тока снижается до уровня полампера. Цикл зарядки запускается снова лишь после снижения напряжения на клеммах батареи до 12,5 В, тогда подача зарядки возобновляется.
Так автомат контролирует возможность не перезарядить АКБ. Схему можно оставлять в рабочем состоянии даже на несколько месяцев. Особенно актуальным данный вариант окажется для тех, кто использует автомобиль сезонно.
Компоновка зарядного устройства
Корпусом такому аппарату может послужить миллиамперметр ВЗ-38. Ненужные внутренности удаляем, оставляем лишь стрелочный индикатор. Монтируем все за исключением автомата навесным способом.
Электроприбор состоит из пары щитков (лицевой и тыльный), которые зафиксированы при помощи перфорированных угольных горизонтальных балок. Через такие отверстия удобно крепить любые элементы конструкции. Для расположения силового трансформатора использована двухмиллиметровая алюминиевая пластина. Она саморезами крепится в нижней части устройства.
На верхней плоскости смонтирована стеклотекстолитовая пластина с реле и конденсаторами. На перфорированных ребрах также закреплена плата с автоматикой. Реле и конденсаторы данного элемента подключаются с помощью стандартного разъема.
Снизить нагрев диодов поможет радиатор на задней стенке. В этой зоне уместно будет расположить предохранители и мощную вилку. Ее можно взять от питания компьютера. Для прижима силовых диодов используем две прижимные планки. Их использование позволит рационально использовать место и снизить выделение тепла внутрь агрегата.
Проводить монтаж желательно с использованием интуитивно понятных цветов провода. В качестве положительного берем красный, для отрицательного – синий, а переменное напряжение выделяем с помощью, например, коричневого. Сечение во всех случаях должно быть более 1 мм.
Показания амперметра калибруются с помощью шунта. Один из его концов с помощью пайки крепится к контакту реле Р3, а второй паяется к выходной клемме плюса.
Составные элементы
Разберем внутренности прибора, которые составляют основу зарядника.
Печатная плата
Стеклотекстолит является основой для печатной платы, работающей в качестве защиты от перепадов напряжения и проблем с подключением. Изображение сформировано с шагом 2,5 мм. Без особых проблем данную схему можно изготовить в бытовых условиях.
Расположение элементов в реальности
Компановка для пайки
Плата для ручной пайки
Есть даже схематический план с выделенными элементами на нем. Чистое изображение применяется для нанесения его на основу с помощью порошковой печати на лазерных принтерах. Для ручного способа нанесения дорожек подойдет еще одно изображение.
Градуировочная шкала
Индикация установленного миллиамперметра ВЗ-38 не соответствует реальным показаниям, которые выдает прибор. Для корректировки и правильной градуировки необходимо к основе индикатора за стрелкой приклеить новую шкалу.
Обновленная информация будет соответствовать действительности с точностью до 0,2 В.
Соединительные кабели
Контакты, которые будут выходить на соединение с аккумулятором, должны на концах иметь пружинное фиксатор с зубцами («крокодил»). Чтобы различать полюса, желательно сразу же положительную часть подбирать красного цвета, а отрицательный кабель с зажимом брать синий или черный.
Сечение кабеля должно быть более 1 мм. Для соединения с бытовой сетью применяется стандартный неразборный кабель с вилкой от любой старой оргтехники.
Электрические элементы самодельной зарядки для АКБ
В качестве силового трансформатора подойдет ТН 61-220, ведь выходной ток получится на уровне 6 А. Для конденсаторов напряжение обязано быть более 350 В. На схему для С4 до С9 берем тип МБГЧ. Диоды от 2-го до 5-го нужны такие, чтобы выдержали десятиамперный ток. 11-й и 7-й можно брать любые импульсные. VD1 – это светодиод, а 9-й может быть аналогом КИПД29.
Для остальных нужно ориентироваться на входной параметр, допускающий ток в 1А. В реле Р1 можно применять два светодиода с разными цветовыми характеристиками, а можно применить бинарный светодиод.
Операционный усилитель AN6551 может быть заменен отечественным аналогом КР1005УД1. Их можно найти в старых усилителях звука. Первое и второе реле подбираются из диапазона 9-12 В и тока в 1 А. Для нескольких контактных групп в устройстве реле применяем запараллеливание.
Настройка и запуск
Если все сделано без ошибок, то схема сразу заработает. Корректировку порогового напряжения делаем с помощью резистора R5. Он поможет перевести зарядку в правильный режим низких токов.
Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.
Немного теории об аккумуляторах
Любой аккумулятор (АКБ) - накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.
Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один - зарядка внешним зарядным устройством.
Как узнать состояние батареи
Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант - «крутит/не крутит» - в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.
Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи - измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:
- 12.6…12.7 В - полностью заряжена;
- 12.3…12.4 В - 75%;
- 12.0…12.1 В - 50%;
- 11.8…11.9 В - 25%;
- 11.6…11.7 В - разряжена;
- ниже 11.6 В - глубокий разряд.
Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт - критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.
Правильная зарядка
Существует два метода зарядки автомобильной батареи - постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:
Самодельные зарядки для АКБ
Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.
Простое устройство на 6 и 12 В
Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.
Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.
К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.
В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.
Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 - амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.
Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.
С плавной регулировкой тока
По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.
Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.
Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 - индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.
Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке - 42.
Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.
Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.
Из компьютерного блока питания
Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие - БП желателен на контроллере TL494.
Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.
Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:
- Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
- Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода - это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
- Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
- Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм - это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
- Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.
Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.
В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность - не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант - два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.
Что необходимо знать при зарядке АКБ
Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:
Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.
При нормальных условиях эксплуатации, электрическая система автомобиля самодостаточна. Речь идет об энергоснабжении – связка из генератора, регулятора напряжения, и аккумуляторной батареи, работает синхронно и обеспечивает бесперебойное питание всех систем.
Это в теории. На практике, владельцы автомобилей вносят поправки в эту стройную систему. Или же оборудование отказывается работать в соответствии с установленными параметрами.
Например:
- Эксплуатация аккумуляторной батареи, которая исчерпала свой ресурс. Элемент питания «не держит» заряд
- Нерегулярные поездки. Длительный простой автомобиля (особенно в период «зимней спячки») приводит к саморазряду АКБ
- Автомобиль используется в режиме коротких поездок, с частым глушением и запуском мотора. АКБ просто не успевает подзарядиться
- Подключение дополнительного оборудования увеличивает нагрузку на АКБ. Зачастую приводит к повышенному току саморазряда при выключенном двигателе
- Экстремально низкая температура ускоряет саморазряд
- Неисправная топливная система приводит к повышенной нагрузке: автомобиль заводится не сразу, приходится долго крутить стартер
- Неисправный генератор или регулятор напряжения не позволяет нормально заряжать аккумулятор. К этой проблеме относятся изношенные силовые провода и плохой контакт в цепи заряда
- И наконец, вы забыли выключить головной свет, габариты или музыку в автомобиле. Для полного разряда аккумулятора за одну ночь в гараже, иногда достаточно неплотно закрыть дверь. Освещение салона потребляет достаточно много энергии.
Любая из перечисленных причин приводит к неприятной ситуации: вам надо ехать, а батарея не в силах провернуть стартер. Проблема решается внешней подпиткой : то есть, зарядным устройством.
Во вкладке четыре проверенных и надежных схем зарядных устройств для автомобиля от простой до самой сложной. Выбирай любую и она будет работать.
Простая схема зарядного устройства на 12В.
Зарядное устройство с регулировкой тока зарядки.
Регулировка от 0 до 10А осуществляется изменением задержки открывания тринистора.
Схема зарядного устройства для аккумулятора с самоотключением после зарядки.
Для заряда аккумуляторов емкостью 45 ампер.
Схема умного зарядного устройства, которое предупредит о не правильном подключении. 
Его совершенно несложно собрать своими руками. Пример зарядного устройства сделанного из бесперебойника.
Любая схема автомобильного зарядного устройства состоит из следующих компонентов:
- Блок питания.
- Стабилизатор тока.
- Регулятор силы тока заряда. Может быть ручным или автоматическим.
- Индикатор уровня тока и (или) напряжения заряда.
- Опционально – контроль заряда с автоматическим отключением.
Любой зарядник, от самого простого, до интеллектуального автомата – состоит из перечисленных элементов или их комбинации.
Схема простого для автомобильного аккумулятора
Формула нормального заряда простая, как 5 копеек – базовая емкость батареи, деленная на 10. Напряжение заряда должно быть немногим более 14 вольт (речь идет о стандартной стартерной батарее 12 вольт).
