Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Заключение

Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.

Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора. При перезаряде начинет “кипеть” электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.

Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.

Как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В своими руками

Покупать гаджет необязательно, его легко создать своими руками. Существует несколько схем разной степени сложности, среди которых найдется самая понятная для воспроизводства.

Трансформаторные зарядные устройства

При создании самодельных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов схемы визуально кажутся весьма сложными, трудоемкими, однако при наличии среднего уровня знаний в радио-, электротехнике претворить их в жизнь вполне реально.

Вот пример ЗУ с регулируемой силой тока за счет периода задержки открывания тринистора:

Для автоотключения устройства по окончании зарядки предусмотрена следующая электрическая цепь:

Предварительно стоит определиться, с помощью резистора или тринистора будет собираться ЗУ. Первый вариант более простой, однако коэффициент полезного действия у него ниже, ограничение по емкости заряжаемого аккумулятора составляет 45 А · ч, во втором случае потребуется пайка, прибор будет громоздким, энергозатратным, но надежным, устойчивым к длительным нагрузкам.

Схема с резистором

Питание: трансформатор с 2 обмотками, причем вторичная задает напряжение на выход.

Выпрямитель: мост из 4 диодов.

Регулировка тока: реостат, гасящий избыточную мощность (подойдет любой, в том числе советский).

Резисторы в указанных условиях не подойдут, поскольку нагрузка системы намного выше их предельной в несколько раз.

Повысить КПД, а также придать устройству универсальность позволит автоконтроль заряда и батарея из конденсаторов.

Так, аппаратное отключение происходит за счет пары «реле — переменный резистор», по достижении установленного уровня мощность перестает подаваться, что отображается на амперметре.

Конденсаторная батарея решает проблему контроля за амперажем, поступающим в АКБ, балансирует его. За счет изменения количества конденсаторов, их силы и комбинации выстраивается система, регулирующая подачу 1—15 А, дополнительно установленные тумблеры помогут упростить взаимодействие пользователя с прибором.

Интересующимся импульсными ЗУ важно понимать, что данная схема самая сложная в изготовлении, хотя имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • предел нагрузки 400 Вт, иначе максимальная емкость заряжаемой АКБ 200 А · ч;
  • компактность (готовое устройство по размеру сопоставимо с коробкой от смартфона);
  • отсутствие потребности в дополнительном охлаждении;
  • дешевле покупных аналогов больше чем в 200 раз;
  • высокий коэффициент полезного действия.

Принцип действия системы заключается в преобразовании переменного тока типовой сети в постоянный, а затем в импульсы. Уменьшение размеров устройства возможно благодаря высокой амплитуде и частоте преобразования. Получается, что преобразование напряжения идет в два этапа: сначала в диодном мостике, потом в трансформаторе, который и заряжает агрегат.

Подходящие контроллеры: IR2153, TL494, LM317, укомплектованный собственной защитой от замыкания. Диоды-выпрямители стандартные, соединены мостом с 4А и 400 В обратного напряжения. Конденсатор С1 от 47 до 470 мкФ и 350 В, что влечет за собой фоновый шум при установке рядом с радио или смартфонами. Многоканальные транзисторы ставятся на радиаторы.

Упростит задачу по созданию ЗУ источник питания от домашнего ПК.

Зарядное устройство из компьютерного блока питания своими руками

Зарядник небольшой мощности несложно собрать на основе компьютерного БП.

  • из него удаляются бесполезные элементы: переключатель 220/110 В, провода, за исключением желтых, 4 черных;
  • спаиваются контакты оптрона, защищающего блок от перенапряжения, что обеспечивает постоянную работу от сети;
  • заменяется резистор, последовательно соединенный в цепи с подстроечным, на аналогичный, но с сопротивлением 2,7 кОм на микросхеме TL431 для увеличения напряжения;
  • добавляются резисторы: первый — 200 Ом / 2 Вт на выход 12 В, второй — 68 Ом / 0,5 Вт на плюс и на минус, чтобы закрепить вольтаж в 14,5 В;
  • меняется резистор в первичной цепи обмотки силового трансформатора на более мощный в зависимости от модели АКБ для ограничения выходящей силы тока.

Отдельно нужно защитить агрегат от неправильного подключения, для этого реле с 4 клеммами, 2 диода 1N4007, резистор 1 кОм и светодиод соединяются в цепь согласно рисунку.

Последний этап — монтаж схемы к радиатору БП, подключение проводов с медным сердечником от 2,5 мм диаметром и «крокодилов» к ним.

Схожим способом изготавливается ЗУ из бесперебойника (ИБП), которое представлено на видео:

Читайте также  Как шлифовать дерево болгаркой

Простая зарядка в экстренной ситуации

В случае, когда автоаккумулятор сел, но купить зарядное устройство нет возможности, легко сделать самоделку, которая восстановит минимальный заряд в течение ночи, чтобы утром завести машину.

Первый вариант схемы состоит:

  • из зарядки для ноутбука,
  • салонной лампочки.
  • из 1—3 ламп накаливания мощностью 100—150 ватт (увеличение их количества позволит нарастить силу тока);
  • выпрямительного диода 1N4007 (получить его можно из энергосберегающей лампы).

Внутренний плюсовой контакт соединяется с АКБ через дополнительные элементы (лампы, диоды в зависимости от выбранного набора), минусовой контакт — внутренний. Такой тип генерирует 0,5—2 ампер, однако чем выше нагруженность сети, тем выше шанс короткого замыкания, который выведет литиевый аккумулятор из строя.

Если не удалось сохранить ресурс АКБ, его всегда легко восполнить с помощью зарядного устройства. ЗУ продается, но куда интереснее сэкономить и сделать его своими руками, тем более что схемы для него имеются разного уровня сложности.

Зарядка автомобильного аккумулятора зарядным устройством

Внимательно подсоединяйте аккумулятор:

  • не допускается даже кратковременно перепутать при подключении аккумулятора плюс с минусом;
  • нельзя проверять работоспособность устройства кратковременным замыканием выводов («проверка на искру»);
  • зарядное устройство во время подсоединения — отсоединения аккумулятора, должно быть обесточено;
  • при изготовлении и использовании зарядного устройства будьте осторожны, соблюдайте правила пожарной и электро безопасности;
  • не оставляйте работающее устройство без присмотра.

Не пытайтесь этим зарядным устройством на прямую (без лампочки) заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, в этом случае зарядный ток может быть очень большим и ваше устройство выйдет из строя. Когда ток уменьшиться, лампочку можно убрать и заряжать дальше, контролируя ток и напряжение.

Ток будет постепенно падать, а напряжение на клеммах аккумулятора – расти. Когда оно достигнет 14,5 вольт – зарядку нужно закончить. Иначе из электролита будет выкипать вода и пластины аккумулятора оголятся, что может привести к потере емкости и преждевременному выходу аккумулятора из строя.

Схемы зарядного устройства для авто АБ

Для заряда аккумуляторов обычно используется бытовая сеть 220 В, которая преобразуется в пониженное напряжение при помощи преобразователя.

Простые схемы

Наиболее простой и эффективный способ — использование понижающего трансформатора. Именно он понижает 220 В до требуемых 13-15 В. Такие трансформаторы можно найти в старых ламповых телевизорах (ТС-180-2), компьютерных блоках питания, найти на «развалах» блошиного рынка.

Но на выходе трансформатора получается переменное напряжение, которое необходимо выпрямить. Делают это при помощи:

    Одного выпрямляющего диода, который устанавливают после трансформатора. На выходе такого ЗУ ток получается пульсирующим, причем биения сильные — срезана только одна полуволна.

Самая простая схема

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схема с диодным мостом

Схема со сглаживающим конденсатором

В приведенных схемах присутствуют также предохранители (1 А) и измерительные приборы. Они дают возможность контролировать процесс заряда. Их из схемы можно исключить, но придется периодически использовать для контроля мультиметр. С контролем напряжения это еще терпимо (просто приставлять к клеммам щупы), то контролировать ток сложно — в этом режиме измерительный прибор включают в разрыв цепи. То есть, придется каждый раз выключать питание, ставить мультиметр в режиме измерения тока, включать питание. разбирать измерительную цепь в обратном порядке. Потому, использование хотя-бы амперметра на 10 А — очень желательно.

Недостатки этих схем очевидны — нет возможности регулировать параметры заряда. То есть, при выборе элементной базы выбирайте параметры так, чтобы на выходе сила тока была те самые 10% от емкости вашего аккумулятора (или чуть меньше). Напряжение вы знаете — желательно в пределах 13,2-14,4 В. Что делать, если ток получается больше желаемого? Добавить в схему резистор. Его ставят на плюсовом выходе диодного моста перед амперметром. Сопротивление подбираете «по месту», ориентируясь на ток, мощность резистора — побольше, так как на них будет рассеиваться лишний заряд (10-20 ВТ или около того).

И еще один момент: зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделанное по этим схемам, скорее всего, будет сильно греться. Потому желательно добавить куллер. Его можно вставить в схему после диодного моста.

Схемы с возможностью регулировки

Как уже говорили, недостаток всех этих схем — в невозможности регулировки тока. Единственная возможность — менять сопротивления. Кстати, можно поставить тут переменный подстроечный резистор. Это будет самый простой выход. Но более надежно реализована ручная регулировка тока в схеме с двумя транзисторами и подстроечным резистором.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с возможностью ручной регулировки тока заряда

Ток заряда изменяется переменным резистором. Он стоит уже после составного транзистора VT1-VT2, так что ток через него протекает небольшой. Потому мощность может быть порядка 0,5-1 Вт. Его номинал зависит от выбранных транзисторов, подбирается опытным путем (1-4,7 кОм).

Трансформатор мощностью 250-500 Вт, вторичная обмотка 15-17 В. Диодный мост собирается на диодах с рабочим током 5А и выше.

Транзистор VT1 — П210, VT2 выбирается из нескольких вариантов: германиевые П13 — П17; кремниевые КТ814, КТ 816. Для отвода тепла устанавливать на металлической пластине или радиаторе (не менее 300 см2).

Предохранители: на входе ПР1 — на 1 А, на выходе ПР2 — на 5 А. Также в схеме есть сигнальные лампы — наличия напряжения 220 В (HI1) и тока заряда (HI2). Тут можно ставить любые лампы на 24 В (в том числе и светодиоды).

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Ни для кого не ново, если скажу, что у любого автомобилиста в гараже должно быть зарядное устройство для аккумуляторной батареи. Конечно, его можно купить в магазине, но, столкнувшись с этим вопросом, пришел к выводу, заведомо не очень хорошее устройство по приемлемой цене брать не хочется. Встречаются такие, у которых ток заряда регулируется мощным переключателем, который добавляет или уменьшает количество витков во вторичной обмотке трансформатора, тем самым увеличивая или уменьшая зарядный ток, при этом прибор контроля тока в принципе отсутствует. Это наверно самый дешевый вариант зарядника заводского исполнения, ну а толковый девайс стоит не так уж и дешево, цена прямо-таки кусается, поэтому решил найти схему в интернете, и собрать ее самому. Критерии выбора были такие:

— простая схема, без лишних наворотов;
— доступность радиодеталей;
— плавная регулировка зарядного тока от 1 до 10 ампер;
— желательно чтобы это была схема зарядно-тренировочного устройства;
— не сложная наладка;
— стабильность работы (по отзывам тех, кто уже делал данную схему).

Поискав в интернете, наткнулся на промышленную схему зарядного устройства с регулирующими тиристорами.

Все типично: трансформатор, мост (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор импульсов с регулируемой скважностью (VT1, VT2), тиристоры в качестве ключей (VD11, VD12), узел контроля заряда. Несколько упростив эту конструкцию, получим более простую схему:

На этой схеме нет узла контроля заряда, а остальное – почти то же самое: транс, мост, генератор, один тиристор, измерительные головки и предохранитель. Обратите внимание, что в схеме стоит тиристор КУ202, он немного слабоват, поэтому чтобы не допустить пробоя импульсами большого тока его необходимо установить на радиатор. Трансформатор — ватт на 150, а можно использовать ТС-180 от старого лампового телевизора.

Читайте также  Метчики для глухих отверстий

И еще одно устройство, не содержащее дефицитных деталей, с током заряда до 10 ампер. Оно представляет собой простой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением.

Узел управления тиристором собран на двух транзисторах. Время, за которое конденсатор С1 будет заряжаться до переключения транзистора, выставляется переменным резистором R7, которым, собственно, и выставляется величина зарядного тока аккумулятора. Диод VD1 служит для защиты управляющей цепи тиристора от обратного напряжения. Тиристор, также как и в предыдущих схемах, ставится на хороший радиатор, или на небольшой с охлаждающим вентилятором. Печатная плата узла управления выглядит следующим образом:

Схема не плохая, но в ней есть некоторые недостатки:
— колебания напряжения питания приводят к колебанию зарядного тока;
— нет защиты от короткого замыкания кроме предохранителя;
— устройство дает помехи в сеть (лечится с помощью LC-фильтра).

Это импульсное устройство может заряжать и восстанавливать практически любые типы аккумуляторов. Время заряда зависит от состояния батареи и колеблется в пределах 4 — 6 часов. За счет импульсного зарядного тока происходит десульфатация пластин аккумулятора. Смотрим схему ниже.

В этой схеме генератор собран на микросхеме, что обеспечивает более стабильную его работу. Вместо NE555 можно использовать российский аналог — таймер 1006ВИ1. Если кому не нравится КРЕН142 по питанию таймера, так ее можно заменить обычным параметрическим стабилизатором, т.е. резистором и стабилитроном с нужным напряжением стабилизации, а резистор R5 уменьшить до 200 Ом. Транзистор VT1 — на радиатор в обязательном порядке, греется сильно. В схеме применен трансформатор со вторичной обмоткой на 24 вольта. Диодный мост можно собрать из диодов типа Д242. Для лучшего охлаждения радиатора транзистора VT1 можно применить вентилятор от компьютерного блока питания или охлаждения системного блока.

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
обратного напряжения.

Конечно, лучше брать гибкий медный многожильный, ну а сечение нужно выбрать из расчета какой максимальный ток будет проходить по этим проводам, для этого смотрим табличку:

Если вас интересует схемотехника импульсных зарядно-восстановительных устройств с применением таймера 1006ВИ1 в задающем генераторе — прочтите эту статью:

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.

Заключение

Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.

Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора. При перезаряде начинет “кипеть” электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.

Читайте также  Штиль 180 не развивает обороты

Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.