Загрузка...Схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Поделки своими руками для автолюбителей
Схема простого зарядного устройства для АКБ
Привет всем, я за свою практику делал множество схем зарядных устройств для самых разных аккумуляторов, но в последнее время заметил, что несмотря на огромную базу схем в интернете, люди хотят видеть простую схему зарядного устройства для
автомобильных аккумуляторов из очень доступных компонентов, поэтому я решил воплотить эту идею в жизнь.
Эта схема была снята из радиожурнала, которая стала очень популярной в последнее время, по сути это тиристорный регулятор напряжения, многие наверное будут осуждать мое решение об использовании именно этой схемы, ведь она не имеет узла контроля тока, защиты и многих других плюшек, которыми снабжены современные зарядные устройства.
Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны.
Итак, о схеме; она отличается от обычных линейных схем, обратите внимание на транзисторы Q1 и Q2, на их базе собран генератор импульсов, то есть аккумулятор по сути заряжается импульсами тока, в этом можно убедиться подключив осциллограф, такой режим работы имеет множество плюсов.
Первый из них заключается в том, что силовой элемент схемы работает не в линейном, а в ключевом режиме, следовательно, нагреваться будет меньше, и ещё импульсная зарядка может быть полезной для десульфатации аккумулятора, а значит такая зарядка в теории может восстанавливать АКБ.
Генератор импульсов собран на маломощной комплементарной паре, можно использовать буквально любые маломощные транзисторы, например наши КТ 361 и КТ 315. Выходной ток может доходить до 10 ампер, следовательно с ее помощью можно эффективно заряжать аккумуляторы с ёмкостью до 100 амперчасов.
Диодный мост нужен с запасом, советую использовать диоды ампер на 15-20, я ставил готовую сборку на 30 ампер. Сетевой понижающий трансформатор должен обеспечивать выходное напряжение не менее 15 или 16 вольт и соответствующий ток.
Тут важно запомнить — эффективный ток заряда для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет десятую часть от ёмкости аккумулятора, например аккумулятор на 60 амперчасов эффективный ток заряда должен быть в районе 6 ампер и т.д.
В моем варианте был использован готовый трансформатор от источника бесперебойного питания, по мне это хороший вариант. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками.
Порывшись в старом хламе мне удалось найти только один тиристор, но к сожалению и тот оказался нерабочим, по идее можно собрать аналог тиристора, но я решил использовать обычный транзистор типа империи MJE13009 и всё прекрасно заработало.
переделал на транзистор
Печатная плата получилась довольно компактной, кстати исходный файл платы доступен для скачивания в конце статьи. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером. Индикаторы поставил стрелочные, амперметр на 1 ампер, но после замены шунта он стал отображать ток до 10 ампер, вольтметр на 15 вольт.
Хотел всё это дело собрать в корпусе от блока питания компьютера но на данный момент работаю над несколькими проектами и времени попросту нет, но в дальнейшем обязательно займусь изготовлением корпуса.
Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.
Выходное напряжение регулируется от чистого ноля. Процесс зарядки автомобильных аккумуляторов происходит следующим образом, включаем зарядное устройство в сеть и вращением переменного резистора добиваемся на выходе 14 и 14.4 вольт выходного напряжения.
Это напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, дальше подключаем зарядку к аккумулятору не забывая соблюдать полярность, то есть плюс к плюсу, а минус к минусу.
По мере заряда аккумуляторной батареи ток будет снижаться и в конце процесса значение будет близким к нулю, этим заряд можно считать завершенным.
Плохо то, что схема лишена защиты от коротких замыканий, может спасти только предохранитель, также отсутствует функция защиты от переполюсовки питания, но все это можно дополнить и позже, было бы желание))).
Автозапчасти и СТО
По этой схеме собрать зарядное устройство 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.
Нажмите на изображение чтобы увеличить
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 (размеры трансформатора внушительные, примерно 15х15х15 см. и выше). 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.
Настройка прибора 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 (мультиметру, авометру).
Совсем элементарная схема простейшего зарядного устройства АКБ автомобилей
Диоды Д 242, Д 242А, конденсатор электролитический 2200 мкф 25 В
1 обмотка на 220 В, 2 обмотка 15 В от 6 А и можно до 15 А, ТС 180-2 от старого лампового ЧБ телевизора вполне подойдёт.
Данная схема ЗУ имеет большие пульсации на выходе.
Схема ЗУ с автоматическим отключением АКБ
Пусковое устройство
Применение пускового устройства будет особенно полезно автолюбителям, занимающимся эксплуатацией автомобиля в зимнее время года, так как оно продлевает срок службы аккумулятора, а также позволяет без проблем заводить холодный автомобиль зимой, даже при не полностью заряженном аккумуляторе. Из опыта известно, что при минусовой температуре аккумулятор снижает свою отдачу на 25. 40%. А если он еще не полностью заряжен, то не сможет обеспечить требуемый для пуска двигателя начальный ток 200 А. Этот ток потребляет стартер в начальный момент раскрутки вала двигателя (номинальный ток потребления стартером около 80 А, но в момент пуска он значительно больше).
Простейшие расчеты показывают, что, для того чтобы пусковое устройство эффективно работало при подключении его параллельно с аккумулятором, оно должно обеспечивать ток не менее 100А при напряжении 10. 14В. При этом номинальная мощность используемого сетевого трансформатора Т1 (рис.1) должна быть не менее 800 Вт. Как известно, номинальная рабочая мощность трансформатора зависит от площади сечения магнитопровода (железа) в месте расположения обмоток.
Рис.1.
Сама схема пускового устройства довольно проста, но требует правильного изготовления сетевого трансформатора. Для него удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРА — при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается). Перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего его обматываем лакотканью или стеклотканью.
Первичная обмотка трансформатора содержит примерно 260. 290 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5. 2,0 мм (провод может быть любого типа с лаковой изоляцией). Намотка распределяется равномерно в три слоя, с межслойной изоляцией. После выполнения первичной обмотки, трансформатор необходимо включить в сеть и замерить ток холостого хода. Он должен составлять 200. 380 мА. При этом будут оптимальные условия трансформации мощности во вторичную цепь.
Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше — домотать до получения указанной величины. При этом следует учитывать, что зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной — даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.
При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнять заново.
Вторичная обмотка наматывается изолированным многожильным медным проводом сечением не менее 6 кв. мм (например типа ПВКВ с резиновой изоляцией) и содержит две обмотки по 15. 18 витков. Наматываются вторичные обмотки одновременно (двумя проводами), что позволяет легко получить их симметричность — одинаковые напряжения в обоих обмотках, которое должно находиться в интервале 12. 13,8В при номинальном сетевом напряжении 220В. Измерять напряжение во вторичной обмотке лучше на временно подключенном к клеммам Х2, Х3 нагрузочном резисторе сопротивлением 5. 10 Ом.
Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок («плюс» диода соединен с крепежной гайкой).
Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными (лучше, если медные), с сечением не менее 10 кв. мм (не путать с диаметром). На концах провода, после облуживания, припаиваются соединительные наконечники. Контакты включателя S1 должны быть рассчитаны на ток не менее 5А, например типа Т3.
Зарядно-пусковое устройство Старт УПЗУ-У3 — схема, описание
Устройство предназначено для зарядки аккумулятора током не более 30А, также для пуска стартера дополнительным током 50А при наличии заряженного аккумулятора.
Схемы простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Приобрести хороший аппарат не так просто по причине высокой стоимости, а подделок очень много. Для собственников транспортных средств наступление зимнего периода – настоящая пытка по той причине, что аккумуляторы начинают барахлить, выходят из строя. Часто по утрам можно встретить водителей, которые просят «прикурить», вот только не сигарету, а АКБ.
Можно возить с собой портативное зарядное устройство, но не все могут купить такую роскошь. Мобильное ЗУ стоит баснословные суммы, которые не по карману среднестатистическому человеку. О том, как найти выход из положения и что можно смастерить, рассмотрим ниже.
Немного об АКБ
Аккумуляторная батарея необходима автомобилю для того, чтобы дать напряжение с показателем 12,0 Вольт при падении тока от генератора ниже 11,3 Вольт . При отсутствии процесса восстановления (дозарядки) АКБ на свинцовых стенках начинается процесс сульфатации, что приводит к короткому замыканию, потере ёмкости, выходу агрегата из строя.
Чаще всего процесс происходит в зимнее время при частом старте мотора. Вот почему механики настоятельно рекомендуют оставлять технику на ночлег в гараже или крытой стоянке.
Также раз в месяц нужно проводить подзарядку АКБ, а если проживаете в условиях с отрицательными температурами, то лучше два раза. Если вы действительно любите свой автомобиль, то снимите АКБ на ночь и оставьте его до утра в тёплом месте.
Подзарядку следует осуществлять постоянным током, величина которого всегда высчитывается по такой формуле: 0,1 от общей ёмкости батареи . Например, ёмкость АКБ равна 65А , значит, сила тока равна 6,5А .
Но, неоднократные исследования европейского и американского научных центров подтвердили тот факт, что чем меньше сила тока на подзарядке, тем медленнее происходит процесс сульфатации. Иными словами, чем меньше мы даём силу, тем дольше служит аккумулятор.
Автомеханики советуют оставлять батарею на длительный подзаряд на ночь в пределах 2-3 А , не более. Этого вполне будет достаточно для восстановления сил и длительного срока эксплуатации.
Существует и обратная сторона медали, она заключается в процессе десульфатации. То есть, процесс обратный сульфатации. Расписывать принцип его действия можно долго, но вкратце, это когда идёт систематическая перезарядка от стабильного тока.
Например, когда после восстановления заряда 12,8 или 13,3 Вольт , в батарею продолжает поступать ток. В итоге это приводит к закипанию АКБ, пластин, повышению плотности, химический состав электролита меняется, стенки – пластины рушатся.
Современные зарядные и зарядно-пусковые устройства оборудованы специальными датчиками.
Схемы простого зарядного устройства для аккумулятора автомобиля
Сразу отметим, что смастерить можно различной степени сложности зарядку, всё зависит от поставленных целей и мощностных показателей. Зарядное устройство (далее – ЗУ) понадобится каждый день, даже если батарея новая и мощная.
Жизненный пример: поставили машину, забыли выключить магнитолу на ночь, к утру АКБ разряжена. Запустить мотор с утра не получится.
И здесь следует различать: пуск силового агрегата проводится с полуоборота или нужно «маслать» долго и нудно. Это всё к тому, что от этого зависит степень заряда, который следует дать батареи.
Простейший пример: нужен источник постоянного тока с показателем 12 Вольт , а лучше от 12 до 24,5 В . Второй момент: строго ограниченное сопротивление. Подручное средство с такими характеристиками найти несложно.
Во многих семьях имеется портативная техника, цифровые гаджеты. Блок питания в самый раз, вот почему. Напряжение на выходе равно 19,5 вольт , сила тока равна 2,0 А . Внешний штекер – минус, внутренний – плюс.
Ограничителем напряжения может смело выступить автомобильная лампа накаливания. Более мощной перегружать не стоит, так как возможен сбой в работе блока питания.
Далее следует такая схема: входной разъем от блока в качестве минуса – лампа, как ограничитель сопротивления – плюсовая клемма батареи – плюс самого АКБ. В течение одного часа устройство подзарядится так, что силы тока достаточно будет для пуска мотора.
Нет блока питания или жалко использовать его не по назначению, тогда купите один раз выпрямительный диод. Изделие небольшое по размерам и много места не отнимет.
Смастерить ЗУ можно таким способом: снять непосредственно сам аккумулятор с транспортного средства. Создаём цепь, состоящую из точки – розетки ( 220В ) – минусовая сторона диода – сторона со знаком плюс – ограничитель нагрузки – клемма АКБ со знаком минус – плюсовая клемма – вход в 220 В розетки.
Если нет под рукой автолампы, возьмите бытовую лампу на 220В . Достаточно будет 100 Ватт , но не менее. Сила тока будет равна половине ампера. Рассчитать это легко: напряжение умножаем на ток, и будет нам мощность.
За полную ночь такой подзарядки АКБ наберётся сил для прокрутки мотора налегке. Ну, а если вы додумаетесь совместить три лампы подряд, то увеличите силу тока ровно втрое.
Несмотря на такую простоту, неосторожное движение может привести серьёзным последствиям:
- перегорит блок питания;
- посыплются пластины от замыкания;
- прочие нежелательные моменты.
Блок питания для авто
Элементарная схема обычного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора из блока питания выглядит так. Находим сам блок, читаем его величину напряжения, которая колеблется от 5 до 12 Вольт .
У каждой модели разный показатель. Вот на данном этапе многие совершают ошибку, когда не смотрят на показатель. Результат – созданное устройство работает нестабильно, показатели не соответствуют действительности.
Величина в 12 Вольт будет несколько маловата, нужно повысить её до уровня 15 – 16 Вольт . Сделать это можно с помощью подключения стороннего сопротивления в 1,0 кОм . В итоге, изменяем коэффициент передачи и повышаем выходное напряжение.
Самое сложное уже позади, теперь подключаем крокодилы, что это такое объяснять не стоит.
ЗУ трансформаторного типа
Этот вид наиболее распространённый в наше время, так как имеет выше класс безопасности, надёжности, простоты использования. Элементарная схема ЗУ состоит из трансформатора, выпрямительного моста, ограничителя сетевой нагрузки. Через цепь проходит ток большой величины и ограничитель должен быть надёжным и качественным.
Соблюдение безопасности
- Любой вид ЗУ должен устойчиво располагаться на огнестойкой поверхности;
- обязательно применять индивидуальные средства защиты в виде перчаток, защитных очков, коврика под ноги;
- постоянный контроль во время процесса зарядки, хотя бы на начальном этапе тестирования самодельного устройства;
- проверять силу тока, напряжение, температуру оборудования. При сильном, нетипичном нагревании, отключить от цепи питания и дать остыть. Найти источник неполадки.
Видео: Делаем простое зарядное устройство для АКБ с авто выключением при полном заряде
Зарядное устройство 12в аккумулятора своими руками
Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.
Вот эти компоненты:
Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.
Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Сборка зарядного устройства
Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.
Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:
- Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
- Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).
Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.
Настройка выходного напряжения и зарядного тока
На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.
Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.
Защита от переполюсовки
Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.
Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.
Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.
Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.