Електрична схема зарядного. Огляд зарядних схем автомобільних акумуляторів. Варіанти саморобних зарядних пристроїв для АКБ

За нормальних умов експлуатації електрична система автомобіля самодостатня. Йдеться про енергопостачання – зв'язка з генератора, регулятора напруги та акумуляторної батареї, працює синхронно і забезпечує безперебійне живлення всіх систем.

Це теоретично. Насправді, власники автомобілів вносять поправки у цю струнку систему. Або обладнання відмовляється працювати відповідно до встановлених параметрів.

Наприклад:

Експлуатація акумуляторної батареї, яка вичерпала свій ресурс. Елемент живлення "не тримає" заряд
Нерегулярні подорожі. Тривалий простий автомобіль (особливо в період «зимової сплячки») призводить до саморозряду АКБ
Автомобіль використовується в режимі коротких поїздок, із частим глушінням та запуском мотора. АКБ просто не встигає зарядитися
Підключення додаткового обладнання підвищує навантаження на АКБ. Найчастіше призводить до підвищеного струму саморозряду при вимкненому двигуні
Екстремально низька температура прискорює саморозряд.
Несправна паливна система призводить до підвищеного навантаження: автомобіль заводиться не відразу, доводиться довго крутити стартер
Несправний генератор або регулятор напруги не дозволяє нормально заряджати акумулятор. До цієї проблеми належать зношені силові проводи та поганий контакт у ланцюзі заряду
І нарешті, ви забули вимкнути головне світло, габарити чи музику в автомобілі. Для повного розряду акумулятора за одну ніч у гаражі іноді досить нещільно закрити двері. Освітлення салону споживає чимало енергії.

Будь-яка з наведених причин призводить до неприємної ситуації:вам треба їхати, а батарея не в змозі провернути стартер. Проблема вирішується зовнішнім підживленням: тобто зарядним пристроєм.

У вкладці чотири перевірені і надійні схеми зарядних пристроїв для автомобіля від простої до найскладнішої. Вибирай будь-яку і вона працюватиме.

Проста схема зарядного пристрою на 12В.

Зарядний пристрій із регулюванням струму заряджання.

Регулювання від 0 до 10А здійснюється зміною затримки відкриття триністора.

Схема зарядного пристрою для акумулятора із самовідключенням після заряджання.

Для заряду акумуляторів ємністю 45 ампер.

Схема розумного зарядного пристрою, який попередить про неправильне підключення.

Його зовсім нескладно зібрати своїми руками. Приклад зарядного пристрою з безперебійника.

Будь-яка схема автомобільного зарядного пристрою складається з наступних компонентів:

Блок живлення.
Стабілізатор струму.
Регулятор сили струму заряду. Може бути ручним або автоматичним.
Індикатор рівня струму та (або) напруги заряду.
Опціонально – контроль заряду з автоматичним вимкненням.

Будь-який зарядник, від найпростішого до інтелектуального автомата – складається з перерахованих елементів або їх комбінації.

Схема простого для автомобільного акумулятора

Формула нормального зарядупроста, як 5 копійок – базова ємність батареї, поділена на 10. Напруга заряду має бути трохи більше 14 вольт (йдеться про стандартну стартерну батарею 12 вольт).

При тривалій стоянці автомобільний акумулятор з часом розряджається. Бортове електрообладнання постійно споживає невеликий струм, а АКБ відбувається процес саморозряду. Але навіть регулярна експлуатація машини не завжди забезпечує достатній заряд.

Особливо це помітно взимку при коротких поїздках. У таких умовах генератор не встигає відновити заряд, витрачений працювати стартера. Тут допоможе тільки зарядний пристрій автомобільного акумулятора, Яке можна зробити своїми руками.

Навіщо потрібно заряджати АКБ

У сучасних автомобілях використовують свинцево-кислотні акумулятори. Їхня особливість у тому, що при постійному слабкому заряді відбувається процес сульфатації пластин. В результаті акумулятор втрачає ємність і не може впоратися із запуском двигуна. Уникнути цього можна, регулярно заряджаючи батарею від мережі. З його допомогою можна підзарядити батарею і запобігти, а в деяких випадках навіть обернути назад процес сульфатації.

Зарядний пристрій (УЗ) для акумуляторів, зроблений своїми руками, є незамінним у випадках, коли ви залишаєте машину в гаражі на зимовий період. Через саморозряд АКБ втрачає 15-30% ємності за місяць. Тому завести машину на початку сезону без попереднього заряджання не вийде.

Вимоги до ЗУ для автомобільних акумуляторів

Наявність автоматики.Акумулятор встановлюється на заряд переважно вночі. Тому ЗУ не повинно вимагати контролю струму та напруги з боку автовласника.
Достатня напруга.Джерело живлення (ІП) має видавати 14,5 В. При падінні напруги на ЗУ потрібно вибирати ІП більшої напруги.
Захисна система.При перевищенні струму заряду автоматика повинна незворотно вимикати акумулятор. Інакше прилад може вийти з ладу і навіть спалахнути. Система має скидатися у вихідний стан лише після втручання людини.
Захист від переполюсування.При неправильному підключенні клем АКБ до ЗУ ланцюг має миттєво відключатися. Система, описана вище, справляється із цим завданням.

Поширені помилки конструкції саморобних ЗУ

Підключення акумулятора до домашньої електромережі через діодний міст та баласт у вигляді конденсатора з опором. Необхідний у такому разі паперово-масляний конденсатор великої ємності обійдеться дорожче за покупну «зарядку». Така схема підключення створює велике реактивне навантаження, яке може "збити з пантелику"сучасні прилади захисту та електролічильники.
Створення ЗУ на основі потужного трансформатора з первинною обмоткою на 220Вта вторинної на 15В. Проблем з експлуатацією такого обладнання не буде, а його надійність може позаздрити космічна техніка. Але виготовлення такого зарядного пристрою для акумулятора своїми руками стане наочною ілюстрацією виразу «стріляти з гармати по горобцях». Та й важка громіздка конструкція не відрізняється ергономікою та зручністю використання.

Схема захисту

Імовірність того, що на виході ЗУ для АКБ рано чи пізно виникне коротке замикання 100% . Причиною може бути переполюсування, клема, що злетіла, або інша помилка оператора. Тому треба починати з конструкції пристрою захисту (УЗ). Вона має швидко і чітко спрацьовувати при перевантаженні та обривати вихідний ланцюг.

Розрізняють дві конструкції УЗ:

Зовнішні, виготовлені у вигляді окремого модуля. Їх можна підключати до будь-якого джерела постійної напруги 14 вольт.
Внутрішні, вбудовані в корпус конкретної «зарядки».

Класична схема на діодах Шоттка рятує лише при неправильному підключенні акумулятора. Але діоди просто згорять від навантаження при підключенні до розрядженого акумулятора або короткому замиканні на виході ЗУ

Найкраще використовувати універсальну схему, представлену на малюнку. У ній використовується гістерезис реле та повільна реакція кислотної батареї на стрибки напруги.

При стрибку навантаження в ланцюзі падає напруга на котушці реле і відключається, запобігаючи перевантаження. Проблема в тому, що ця схема не захищає під час переполюсування. Також система остаточно не відключається при перевищенні струму, а не короткому замиканні. При перевантаженні контакти почнуть безперервно «плескати» і цей процес не зупиниться, поки вони не обгорять. Тому найкращою вважається інша схема на парі транзисторів та реле.

Обмотка реле тут підключена діодами за логічною схемою «або» до схеми самоблокування та модулів контролю. Перед експлуатацією ЗУ потрібно налаштувати, підключивши до нього баластне навантаження.

Яке джерело струму використовувати

Зарядний пристрій, зроблений своїми руками, потребує джерела живлення. Для АКБ необхідні параметри 14,5-15 В/ 2-5 А (ампер годинник). Такі характеристики є у імпульсних блоків живлення (ДБЖ) та блоків на трансформаторі.

Гідність ДБЖ в тому, що він цілком може вже бути в наявності. Але трудомісткість створення ЗП для АКБ на його основі набагато вища. Тому купувати імпульсний блок живлення для використання в автомобільному ЗП не варто. Краще тоді зробити більш просте та дешеве джерело живлення з трансформатора та випрямляча.

Схема зарядника акумулятора:

Джерело живлення для «зарядки» з ІПБ

Перевага БП від комп'ютера в тому, що він має вбудовану захисну схему. Однак доведеться попрацювати, щоби трохи переробити конструкцію. Для цього треба зробити таке:

видалити всі вихідні дроти крім жовтих (+12В), чорних (маса) та зеленого (провід увімкнення ПК).
закоротити зелений та чорний дроти;
встановити вимикач мережі (за відсутності штатного);
знайти резистор зворотного зв'язку в ланцюзі +12В;
замінити змінним резистором на 10 ком;
увімкнути БП;
обертаючи змінний резистор, встановити на виході 14,4 В;
виміряти поточний опір змінного резистора;
замінити змінний резистор постійним того ж номіналу (допуск 2%);
підключити до виходу блоку живлення вольтметр контролю процесу зарядки (опціонально);
з'єднати жовті та чорні дроти у два джгути;
підключити до них дроти із затискачами для з'єднання з клемами.

Порада: замість вольтметра можна використовувати універсальний мультиметр. Для живлення слід залишити один червоний провід (+5 В).

Зарядний пристрій для акумулятора готовий. Залишається лише підключити прилад до електромережі та зарядити батарею.

Зарядне на трансформаторі

Перевага трансформаторного джерела живлення в тому, що його електрична інерція вища, ніж у акумулятора. Це підвищує безпеку та надійність схеми.

На відміну від ДБЖ, тут немає вбудованого захисту. Тому треба потурбуватися про запобігання перевантаженню зарядного пристрою, зробленого своїми руками. Для автомобільних АКБ це теж дуже важливо. Інакше при перевантаженні по струму та напрузі можливі будь-які неприємності: від перегорання обмоток до розплескування кислоти і навіть вибуху акумулятора.

ЗУ з електронного трансформатора (Відео)

У цьому відео розповідається про регульований блок живлення, основою якого є перероблений електронний 12в трансформатор потужністю 105 Вт. У поєднанні з модулем імпульсного стабілізатора виходить надійний та компактний ЗУ для всіх типів АКБ. 1.4-26V 0-3А.

Саморобне джерело живлення складається з двох блоків: трансформатора та випрямляча.

Можна знайти готову деталь з відповідними обмотками або намотати самому. Другий варіант кращий, оскільки знайти трансформатор з виходом 14,3-14,5 вольтвам навряд чи вдасться. Прийде використовувати готові рішення, що видають 12,6 В. Підвищити напругу приблизно на 0,6 можна за допомогою складання випрямляча з середньою точкою на діодах Шоттки.

Потужність обмоток має бути не меншою 120 ват, параметри діодів - 30 ампер/35 вольт. Цього достатньо для нормального заряджання акумулятора.

Можна використовувати тиристорний випрямляч. Щоб отримати 14 Вна виході, вхідна змінна напруга на випрямлячі має бути близько 24 вольт. Не важко знайти трансформатор з такими параметрами.

Найпростіший спосіб- купити регульований випрямляч на 18 або 24 вольт і відрегулювати, щоб він видавав 14,4 В

Часто власникам автомобілів доводиться стикатися з таким явищем, як неможливість запуску двигуна через розряд акумулятора. Для вирішення проблеми потрібно скористатися зарядкою для АКБ, яка коштує чималих грошей. Щоб не витрачатися на покупку нового зарядного пристрою для акумулятора, можна змайструвати його своїми руками. Важливо лише знайти трансформатор із необхідними характеристиками. Для виготовлення саморобного пристрою не обов'язково бути електриком, а весь процес загалом займе не більше кількох годин.

Особливості функціонування акумуляторів

Не всі водії знають, що в автомобілях використовуються свинцево-кислотні акумулятори. Такі АКБ відрізняються своєю витривалістю, тому здатні служити до 5 років.

Для зарядки свинцевих АКБ використовується струм, який дорівнює 10% загальної ємності акумулятора.Це означає, що для заряджання акумулятора, ємність якого становить 55 А/год, потрібен зарядний струм 5,5 А. Якщо подати дуже великий струм, це може призвести до закипання електроліту, що, у свою чергу, призведе до зниження терміну служби пристрої. Маленький струм зарядки не продовжує термін служби АКБ, проте він не здатний негативно відбиватися на цілісності пристрою.

Це цікаво! При подачі струму 25 А відбувається швидке заряджання акумулятора, тому вже через 5-10 хвилин після підключення ЗУ з таким номіналом можна запускати двигун. Такий великий струм видають сучасні зарядні інверторні пристрої, тільки він негативно позначається на терміні служби акумулятора.

При зарядці АКБ відбувається протікання зарядного струму робочому назад. Напруга кожної банки має бути вище 2,7 У. У АКБ на 12 У встановлено 6 банок, які між собою пов'язані. Залежно від напруги акумулятора відрізняється кількість банок, а також необхідна напруга для кожної банки. Якщо напруга буде більшою, то це призведе до виникнення процесу розкладання електроліту та пластин, що сприяє виходу з ладу АКБ. Щоб унеможливити виникнення процесу закипання електроліту, напруга обмежують на 0,1 В.

Батарея вважається розрядженою, якщо при підключенні вольтметра або мультиметра прилади показують напругу 11,9-12,1 В. Такий акумулятор слід негайно підзарядити. Заряджений акумулятор має напругу на клемах 12,5-12,7 Ст.

Приклад напруги на клемах зарядженого акумулятора

Процес заряду є відновленням витраченої ємності. Заряджання акумуляторів може виконуватися двома способами:

Постійний струм. При цьому регулюється зарядний струм, значення якого становить 10% ємності пристрою. Час заряду складає 10 годин. Напруга заряду при цьому змінюється від 13,8 до 12,8 за всю тривалість зарядки. Недолік такого способу полягає в тому, що необхідно контролювати процес заряджання, і вчасно відключити зарядний пристрій до закипання електроліту. Такий спосіб є щадним для АКБ і нейтрально впливає їх термін служби. Для такого способу використовуються трансформаторні зарядні апарати.
Постійна напруга. При цьому на клеми АКБ подається напруга величиною 14,4, а струм змінюється від великих значень до менших автоматично. Причому зміна струму залежить від такого параметра, як час. Чим довше заряджається АКБ, тим нижчою стає величина струму. Перезаряд АКБ отримати не зможе, якщо не забути вимкнути апарат і залишити його кілька діб. Перевага такого способу в тому, що через 5-7 годин акумулятор зарядиться на 90-95%. АКБ можна залишати без нагляду, тому такий спосіб користується популярністю. Однак мало кому з автовласників відомо, що такий метод зарядки є «екстренним». За його використання істотно знижується термін служби АКБ. Крім того, чим частіше здійснювати заряджання таким способом, тим швидше буде розряджатися пристрій.

Тепер навіть недосвідчений водій може зрозуміти, що якщо немає необхідності поспішати із зарядкою АКБ, краще віддати перевагу першому варіанту (по струму). При прискореному відновленні заряду знижується термін служби пристрою, тому висока ймовірність того, що вже найближчим часом потрібно купувати новий акумулятор. Виходячи з вищесказаного, у матеріалі будуть розглядатися варіанти виготовлення зарядних пристроїв за струмом та напругою. Для виготовлення можна використовувати будь-які підручні пристрої, про які поговоримо далі.

Вимоги до зарядки АКБ

Перед проведенням виготовлення саморобного зарядного для АКБ необхідно звернути увагу на такі вимоги:

Забезпечення стабільної напруги 14,4 Ст.
Автономність пристрою. Це означає, що саморобний пристрій не повинен вимагати нагляду за ним, оскільки часто АКБ заряджається вночі.
Забезпечення вимкнення зарядного пристрою зі збільшенням зарядного струму або напруги.
Захист від переполюсування. Якщо пристрій буде підключено до АКБ неправильно, то повинен спрацьовувати захист. Для реалізації в ланцюг включається запобіжник.

Переполюсування є небезпечним процесом, в результаті якого АКБ може вибухнути або закипіти.Якщо акумулятор справний і лише злегка розряджений, то при неправильному підключенні зарядного пристрою відбудеться підвищення струму заряду вище за номінальний. Якщо ж АКБ розряджена, то при переполюсуванні спостерігається збільшення напруги вище заданого значення і як наслідок - електроліт закипає.

Варіанти саморобних зарядних пристроїв для АКБ

Перед тим як розпочинати розробку зарядного пристрою для АКБ, важливо розуміти, що такий апарат є саморобкою і може негативно впливати на термін служби акумулятора. Однак іноді такі апарати просто необхідні, оскільки дозволяють суттєво заощадити гроші на придбання заводських пристроїв. Розглянемо, з чого можна виготовити зарядні апарати своїми руками для акумуляторів і як це зробити.

Заряджання з лампочки та напівпровідникового діода

Цей спосіб заряджання актуальний при таких варіантах, коли потрібно завести автомобіль на акумуляторі, що сів, в домашніх умовах. Для того щоб це зробити, знадобляться складові елементи для збирання апарату та джерело змінної напруги 220 В (розетка). Схема саморобного зарядного пристрою для автомобільного акумулятора містить такі елементи:

Лампа розжарювання. Звичайна лампочка, яка ще називається в народі як «лампа Ілліча». Потужність лампи впливає на швидкість заряду акумулятора, тому чим більше цей показник, тим швидше можна буде завести мотор. Оптимальний варіант – лампа потужністю 100-150 Вт.
Напівпровідниковий діод. Елемент електроніки, основним призначенням якого є проведення струму лише одну сторону. Необхідність даного елемента конструкції зарядки полягає в тому, щоб перетворювати змінну напругу в постійне. До того ж для таких цілей знадобиться потужний діод, який зможе витримати велике навантаження. Використовувати можна діод як вітчизняного виробництва, так і імпортний. Щоб не купувати такий діод, його можна знайти у старих приймачах чи блоках живлення.
Штекер для підключення до розетки.
Провід з клемами (крокодили) для підключення до АКБ.

Це важливо! Перед складання такої схеми потрібно розуміти, що завжди є ризик для життя, тому слід бути гранично уважними та обережними.

Схема підключення зарядного пристрою з лампочки та діода до АКБ

Вмикати штекер у розетку слід лише після того, як вся схема буде зібрана, а контакти ізольовані. Щоб уникнути виникнення струму короткого замикання, в ланцюжок вмикається автоматичний вимикач на 10 А. При складанні схеми важливо врахувати полярність. Лампочка та напівпровідниковий діод повинні бути включені в ланцюг плюсової клеми акумулятора. При використанні лампочки в 100 Вт надходитиме зарядний струм величиною 0,17 А на АКБ. Для заряджання акумулятора на 2 А потрібно заряджати його протягом 10 годин. Чим більша потужність лампи розжарювання, тим вище значення зарядного струму.

Заряджати таким пристроєм акумулятор, що повністю сів, не має сенсу, а ось підзарядити за відсутності заводського ЗУ - цілком реально.

Зарядний пристрій для АКБ з випрямляча

Цей варіант відноситься до категорії найпростіших саморобних зарядних пристроїв. В основу такого ЗУ входять два основні елементи - перетворювач напруги та випрямляч. Існує три види випрямлячів, які заряджають пристрій такими способами:

постійний струм;
змінний струм;
асиметричний струм.

Випрямлячі першого варіанта заряджають акумулятор виключно постійним струмом, що очищається від пульсацій змінної напруги. Випрямлячі змінного струму подають пульсуючу змінну напругу на клеми акумулятора. Асиметричні випрямлячі мають позитивну складову, а як основні елементи конструкції використовуються однонапівперіодні випрямлячі. Така схема має найкращий результат порівняно з випрямлячами постійного та змінного струму. Саме його конструкція і буде розглянута далі.

Для того щоб зібрати якісний пристрій для заряджання АКБ, знадобиться випрямляч та підсилювач струму. Випрямляч складається з наступних елементів:

запобіжник;
потужний діод;
стабілітрон 1N754A або Д814А;
вимикач;
змінний резистор.

Електрична схема асиметричного випрямляча

Для того, щоб зібрати схему, знадобиться використовувати запобіжник, розрахований на максимальний струм в 1 А. Трансформатор можна взяти від старого телевізора, потужність якого не повинна перевищувати 150 Вт, а вихідна напруга складатиме 21 В. В якості резистора потрібно взяти потужний елемент марки МЛТ- 2. Випрямний діод повинен бути розрахований на струм не менше 5, а тому оптимальний варіант – це моделі типу Д305 або Д243. В основу підсилювача входить регулятор двох транзисторах серії КТ825 і 818. При монтажі транзистори встановлюються на радіатори для поліпшення охолодження.

Складання такої схеми виконується навісним способом, тобто на очищеній від доріжок старій платі розташовуються всі елементи і підключаються між собою за допомогою проводів. Її перевагою є можливість регулювання вихідного струму для заряджання АКБ. Недоліком схеми є необхідність знайти необхідні елементи, а також правильно їх розташувати.

Найпростішим аналогом представленої вище схеми є спрощений варіант, представлені на фото нижче.

Спрощена схема випрямляча із трансформатором

Пропонується скористатися спрощеною схемою із застосуванням трансформатора та випрямляча. Крім того, знадобиться лампочка на 12 В та 40 Вт (автомобільна). Зібрати схему не важко навіть новачкові, але при цьому важливо звернути увагу на те, що випрямний діод і лампочка повинні бути розташовані в ланцюгу, який подається на мінусову клему АКБ. Недоліком такої схеми є отримання пульсуючого струму. Щоб згладити пульсації, а також знизити сильні биття, рекомендується скористатися схемою, яка представлена нижче.

Схема з діодним мостом і конденсатором, що згладжує, зменшує пульсації і знижує биття

Зарядний пристрій із блока живлення комп'ютера: покрокова інструкція

Останнім часом популярністю користується такий варіант автомобільної зарядки, який можна виготовити самостійно, скориставшись комп'ютерним блоком живлення.

Спочатку знадобиться робочий блок живлення. Для таких цілей підійде навіть блок, що має потужність 200 Вт. Він видає напругу 12 В. Його буде недостатньо, щоб зарядити АКБ, тому важливо підвищити це значення до 14,4 В.

Спочатку випоюються всі зайві дроти, які виходять із блока живлення. Залишити потрібно лише зелений провід. Його кінець треба припаяти до мінусових контактів, звідки виходили чорні дроти. Робиться ця маніпуляція для того, щоб при включенні блоку в мережу відразу запускався пристрій.
Кінець зеленого дроту необхідно припаяти до мінусових контактів, де знаходилися чорні дроти.
Проводи, які підключатимуться до клем акумулятора, необхідно припаяти до вихідних контактів мінуса та плюсу блоку живлення. Плюс припаює на місце виходу жовтих проводів, а мінус на місце виходу чорних.
На наступному етапі необхідно реконструювати режим роботи широтно-імульсної модуляції (ШІМ). За це відповідає мікроконтролер TL494 чи TA7500. Для реконструкції знадобиться нижня крайня ліва ніжка мікроконтролера. Щоб дістатися до неї, необхідно перевернути плату.
За режим роботи ШІМ відповідає мікроконтролер TL494
З нижнім виведенням мікроконтролера з'єднані три резистори. Нас цікавить резистор, який з'єднаний із виведенням блоку 12 В. Він відмічений на фото нижче крапкою. Цей елемент слід випаяти, після чого виміряти значення опору.
Резистор, позначений фіолетовою точкою, необхідно випаяти
Резистор має опір близько 40 кОм. Він підлягає заміні на резистор з іншим значенням опору. Щоб уточнити величину необхідного опору, спочатку потрібно до контактів віддаленого резистора припаяти регулятор (змінний резистор).
На місце віддаленого резистора припаюють регулятор
Тепер слід включити пристрій у мережу, попередньо підключивши до вихідних клем мультиметр. Змінюється вихідна напруга за допомогою регулятора. Потрібно отримати значення напруги 14,4 В.
Вихідна напруга регулюється змінним резистором
Як тільки значення напруги буде досягнуто, слід випаяти змінний резистор, після чого виміряти одержаний опір. Для вищеописаного прикладу значення становить 120,8 кОм.
Отриманий опір має становити 120,8 кОм
Виходячи з отриманого значення опору, слід підібрати аналогічний резистор, після чого запаяти його на місце старого. Якщо знайти резистор такої величини опору не вдається, можна підібрати його з двох елементів.
Послідовне паяння резисторів підсумовує їх опір
Після цього перевіряється працездатність пристрою. За бажанням до блоку живлення можна встановити вольтметр (можна і амперметр), що дозволить контролювати напругу та струм зарядки.

Загальний вигляд зарядного пристрою із блока живлення комп'ютера

Це цікаво! Зібране ЗУ має функцію захисту від струму короткого замикання, а також від перевантаження, проте воно не захищає від переполюсування, тому слід припаювати вивідні дроти відповідного кольору (червоний і чорний), щоб не переплутати.

При підключенні ЗУ до клем АКБ подаватиметься струм близько 5-6 А, що є оптимальним значенням для пристроїв ємністю 55-60А/год. На відео нижче показано, як зробити ЗУ для АКБ із блока живлення комп'ютера з регуляторами напруги та струму.

Які ще є варіанти ЗУ для АКБ

Розглянемо кілька варіантів самостійних зарядних пристроїв для акумуляторів.

Використання зарядки від ноутбука для АКБ

Один з найпростіших і швидких способів пожвавлення акумулятора, що сів. Для реалізації схеми пожвавлення АКБ за допомогою зарядки від ноутбука знадобляться:

Зарядний пристрій з будь-якого ноутбука. Параметри зарядних пристроїв становлять 19 В і струм близько 5 А.
Лампа галогенова потужністю 90 Вт.
Сполучні дроти із затискачами.

Переходимо до реалізації схеми. Лампочка використовується для того щоб обмежити струм до оптимального значення. Замість лампочки можна використовувати резистор.

Зарядний пристрій для ноутбука також можна використовувати для «пожвавлення» автомобільного акумулятора.

Зібрати таку схему не складно. Якщо зарядку від ноутбука не планується використовувати за призначенням, штекер можна відрізати, після чого підключити до проводів затискачі. Попередньо з допомогою мультиметра слід визначити полярність. Лампочка вмикається в ланцюг, що йде на плюсову клему акумулятора. Мінусова клема від АКБ підключається безпосередньо. Тільки після підключення пристрою до АКБ можна подавати напругу на блок живлення.

ЗУ своїми руками з мікрохвильової печі чи аналогічних приладів

За допомогою трансформаторного блоку, який є всередині мікрохвильової печі, можна зробити ЗУ для АКБ.

Покрокова інструкція виготовлення саморобного зарядного пристрою із трансформаторного блоку від мікрохвильової печі представлена нижче.

Схема підключення трансформаторного блоку, діодного мосту та конденсатора до автомобільного акумулятора

Складання пристрою можна здійснювати на будь-якій підставі. При цьому важливо, щоб усі конструкційні елементи були надійно захищені. При необхідності схему можна доповнити вимикачем, також вольтметром.

Безтрансформаторний зарядний пристрій

Якщо пошуки трансформатора завели в глухий кут, то можна скористатися найпростішою схемою без знижувальних пристроїв. Нижче представлено таку схему, яка дозволяє реалізувати ЗУ для акумулятора без використання трансформаторів напруги.

Електрична схема ЗУ без використання трансформатора напруги

Роль трансформаторів виконують конденсатори, розраховані на напругу величиною 250В. У схему слід включити мінімум 4 конденсатори, розташувавши їх паралельно. Паралельно конденсаторам у ланцюг включається резистор та світлодіод. Роль резистора полягає у гасінні залишкової напруги після відключення пристрою від мережі.

У ланцюг також включається діодний міст, розрахований працювати зі струмами до 6А. У схему міст включається після конденсаторів, а його висновків підключаються дроти, що йдуть на АКБ для зарядки.

Як заряджати акумулятор від саморобного пристрою

Окремо слід розібратися у питанні про те, як правильно заряджати акумулятор саморобним зарядним пристроєм. Для цього рекомендується дотримуватись наступних рекомендацій:

Дотримання полярності. Краще вкотре перевірити полярність саморобного пристрою мультиметром, ніж «кусати лікті», оскільки причиною виходу з ладу АКБ стала помилка з проводами.
Не перевіряти АКБ за допомогою замикання контактів. Такий спосіб лише «вбиває» пристрій, а чи не пожвавлює його, як у багатьох джерелах.
Вмикати пристрій у мережу 220 В слід лише після того, як вивідні клеми будуть підключені до акумулятора. Аналогічним чином здійснюється відключення пристрою.
Дотримання техніки безпеки, оскільки робота здійснюється не тільки з електрикою, але і з акумуляторною кислотою.
Процес заряджання АКБ необхідно контролювати. Найменша несправність може спричинити серйозні наслідки.

Виходячи з вищевказаних рекомендацій, слід зробити висновок про те, що саморобні пристрої хоч і є прийнятними, але все ж таки не здатні замінити заводські. Виготовляти саморобну зарядку не безпечно, особливо якщо ви не впевнені, що зможете це правильно зробити. У матеріалі представлені найпростіші схеми реалізації зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів, які завжди будуть корисними у господарстві.

У статті буде розказано про те, як своїми руками виготовити саморобне Схеми ви можете використовувати абсолютно будь-які, але найпростішим варіантом виготовлення є переробка комп'ютерного БП. Якщо у вас такий блок, застосування йому знайти буде досить просто. Для живлення материнських плат використовується напруга завбільшки 5, 3.3, 12 Вольт. Як ви розумієте, інтерес для вас становить напругу 12 Вольт. Зарядний пристрій дозволить робити зарядку акумуляторів, ємність яких лежить в діапазоні від 55 до 65 Ампер-годин. Іншими словами, його вистачить для заряджання акумуляторів більшості автомобілів.

Загальний вигляд схеми

Щоб зробити переробку, потрібно скористатися схемою, поданою у статті. своїми руками з БП персонального комп'ютера виготовлене, дозволяє контролювати на виході струм зарядки та напруга. Потрібно звернути увагу, що є захист від КЗ - запобіжник на 10 Ампер. Але його встановлювати необов'язково, оскільки у більшості БП персональних комп'ютерів є захист, що відключає пристрій у разі КЗ. Тому схеми зарядних пристроїв для акумуляторів із БП комп'ютерів здатні самі себе захистити від КЗ.

ШИ-контролер (позначений DA1), як правило, у БП використовується двох типів – KA7500 або TL494. Тепер трохи теорії. Чи може нормально зарядити акумулятор блок живлення комп'ютера? Відповідь - може, тому що свинцеві АКБ більшості автомобілів мають ємність 55-65 ампер-годину. Для нормальної зарядки йому необхідний струм, рівний 10 % від ємності АКБ - трохи більше 6,5 Ампер. Якщо блок живлення має потужність понад 150 Вт, його ланцюг «+12 В» здатна віддати такий струм.

Початковий етап переробки

Щоб повторити простий саморобний зарядний пристрій акумулятора, необхідно злегка вдосконалити блок живлення:

Позбавляєтеся всіх непотрібних проводів. За допомогою паяльника їх забираєте, щоб не заважали.
За схемою, наведеною у статті, знаходите постійний резистор R1, який необхідно випаяти і на його місце встановити підстроювальний з опором 27 кОм. На верхній контакт цього резистора згодом потрібно подавати постійну напругу «+12». Без цього не зможе працювати пристрій.
16-й висновок мікросхеми від'єднується від мінусу.
Далі, потрібно роз'єднати 15-й та 14-й висновки.

Схеми можна використовувати будь-які, але простіше зробити з комп'ютерного БП - він легший, простіше в експлуатації, доступніший. Якщо порівняти з трансформаторними пристроями, маса приладів істотно відрізняється (як і габарити).

Регулювання зарядного пристрою

Задня стінка тепер буде передньою, виготовити її бажано зі шматка матеріалу (текстоліт ідеально підійде). На цій стінці потрібно встановити регулятор зарядного струму, позначений на схемі R10. Струмовимірювальний резистор найкраще використовувати якомога потужніше - візьміть два з потужністю 5 Вт і опором 0,2 Ом. Але все залежить від вибору зарядних схем для акумуляторів. У деяких конструкціях не потрібно використовувати потужні резистори.

При з'єднанні їх паралельно виходить збільшення потужності вдвічі, а опір стає рівним 0,1 Ом. На передній стінці також розташовуються індикатори – вольтметр та амперметр, які дозволяють контролювати відповідні параметри зарядного пристрою. Для точного налаштування зарядника використовується резистор підлаштування, за допомогою якого подається напруга на 1-й висновок ШИ-контролера.

Вимоги до пристрою

Остаточне складання

До 1, 14, 15 і 16 висновків потрібно припаяти багатожильні тонкі дроти. Ізоляція у них має бути надійною, щоб під навантаженням не відбулося нагрівання, інакше саморобний зарядний пристрій для автомобіля вийде з ладу. Після складання потрібно встановити підстроювальним резистором напругу близько 14 Вольт (+/-0,2 В). Саме така напруга вважається нормальною для зарядки акумуляторних батарей. Причому це значення має бути в режимі холостого ходу (без підключеного навантаження).

На проводах, які підключаються до акумулятора, необхідно встановити два затискачі-крокодила. Один червоний, другий чорний. Такі можна купити у будь-якому магазині госптоварів чи автомобільних запчастин. Ось таке виходить нескладний саморобний зарядний пристрій автомобільного акумулятора. Схеми з'єднань: чорний кріпиться до мінусу, а червоний до плюса. Процес заряджання повністю автоматичний, втручання людини не потрібно. Але варто розглянути основні етапи цього процесу.

Процес заряджання акумулятора

При початковому циклі вольтметр показуватиме напругу приблизно 12,4-12,5 В. Якщо акумулятор має ємність 55 А*год, то потрібно обертати регулятор доти, доки амперметр не покаже значення 5,5 Ампер. Це означає, що струм заряджання дорівнює 5,5 А. У міру того, як заряджається акумулятор, струм зменшується, а напруга прагне максимуму. Через війну наприкінці струм дорівнюватиме 0, а напруга 14 У.

Незалежно від того, яка для виготовлення використовувалася добірка схем та конструкцій зарядних пристроїв, принцип роботи багато в чому схожий. Коли акумулятор повністю заряджено, пристрій починає компенсувати струм саморозряду. Тому ви не ризикуєте тим, що виявиться перезаряджання батареї. Тому зарядний пристрій може бути підключений до акумулятора і на добу, і тиждень, і навіть місяць.

Якщо ви не маєте вимірювальних приладів, які не шкода було б встановити в пристрій, можна від них відмовитися. Але для цього необхідно зробити шкалу для потенціометра - позначити положення для значень струму заряджання, рівних 5,5 А і 6,5 А. Звичайно, встановлений амперметр набагато зручніше - можна візуально спостерігати процес заряджання акумуляторної батареї. Але й зарядний пристрій для акумулятора, власноруч виготовлений без використання приладів, може легко експлуатуватися.

Дотримання режиму експлуатації акумуляторних батарей, зокрема режиму заряджання, гарантує їх безвідмовну роботу протягом усього терміну служби. Заряджання акумуляторних батарей роблять струмом, значення якого можна визначити за формулою

де I – середній зарядний струм, А., а Q – паспортна електрична ємність акумуляторної батареї, А-ч.

Класичний зарядний пристрій автомобільного акумулятора складається з понижуючого трансформатора, випрямляча і регулятора струму зарядки. Як регулятори струму застосовують дротяні реостати (див. рис. 1) і транзисторні стабілізатори струму.

В обох випадках на цих елементах виділяється значна теплова потужність, що знижує ККД зарядного пристрою та збільшує ймовірність виходу його з ладу.

Для регулювання зарядного струму можна використовувати магазин конденсаторів, що включаються послідовно з первинною (мережевою) обмоткою трансформатора і виконують функцію реактивних опорів, що гасять надмірну напругу мережі. Спрощена такого пристрою наведена на рис. 2.

У цій схемі теплова (активна) потужність виділяється лише на діодах VD1-VD4 випрямного мосту та трансформаторі, тому нагрівання пристрою незначне.

Недоліком на Мал. 2 є необхідність забезпечити напругу на вторинній обмотці трансформатора у півтора рази більше, ніж номінальна напруга навантаження (~ 18÷20В).

Схема зарядного пристрою, що забезпечує заряджання 12-вольтових акумуляторних батарей струмом до 15 А, причому струм зарядки можна змінювати від 1 до 15 А ступенями через 1 А, наведена на Мал. 3.

Передбачена можливість автоматичного вимкнення пристрою, коли батарея повністю зарядиться. Воно не боїться короткочасних коротких замикань у ланцюзі навантаження та урвищ у ній.

Вимикачами Q1 - Q4 можна підключати різні комбінації конденсаторів і цим регулювати струм зарядки.

Змінним резистором R4 встановлюють поріг спрацьовування К2, яке повинне спрацьовувати при напрузі на затискачах акумулятора, що дорівнює напрузі повністю зарядженої батареї.

Рис. 4 представлена ще одного зарядного пристрою, в якому струм заряджання плавно регулюється від нуля до максимального значення.

Зміна струму в навантаженні досягається регулюванням кута відкривання тріністора VS1. Вузол регулювання виконаний на перехідному транзисторі VT1. Значення цього струму визначається положенням движка змінного резистора R5. Максимальний струм заряду акумулятора 10А встановлюється амперметром. пристрою забезпечено з боку мережі та навантаження запобіжниками F1 та F2.

Варіант друкованої плати зарядного пристрою (див. рис. 4) розміром 60х75 мм наведено на наступному малюнку:

У схемі на рис. 4 вторинна обмотка трансформатора повинна бути розрахована на струм, втричі більший зарядного струму, і відповідно потужність трансформатора також повинна бути втричі більша за потужність, що споживається акумулятором.

Ця обставина є істотним недоліком зарядних пристроїв з регулятором струму триністором (тиристором).

Примітка:

Діоди випрямного містка VD1-VD4 та тиристор VS1 необхідно встановити на радіатори.

Значно знизити втрати потужності в триністорі, а отже, підвищити ККД зарядного пристрою можна, регулюючий елемент перенести з ланцюга вторинної обмотки трансформатора ланцюг первинної обмотки. такого пристрою показано на рис. 5.

У схемі Мал. 5 регулюючий вузол аналогічний застосованому у попередньому варіанті пристрою. Триністор VS1 включений у діагональ випрямного мосту VD1 – VD4. Оскільки струм первинної обмотки трансформатора приблизно в 10 разів менший заряду струму, на діодах VD1-VD4 і триністорі VS1 виділяється відносно невелика теплова потужність і вони не вимагають установки на радіатори. Крім того, застосування тріністора в ланцюзі первинної обмотки трансформатора дозволило дещо покращити форму кривої зарядного струму та знизити значення коефіцієнта форми кривої струму (що також призводить до підвищення ККД зарядного пристрою). До нестачі цього зарядного пристрою слід віднести гальванічну зв'язок з мережею елементів вузла регулювання, що необхідно враховувати при розробці конструктивного виконання (наприклад, використовувати резистор змінний з пластмасовою віссю).

Варіант друкованої плати зарядного пристрою на малюнку 5, розміром 60х75 мм наведено на малюнку нижче:

Примітка:

Діоди випрямного містка VD5-VD8 необхідно встановити на радіатори.

У зарядному пристрої на малюнку 5 діодний місток VD1-VD4 типу КЦ402 або КЦ405 з літерами А, Б, В. Стабілітрон VD3 типу КС518, КС522, КС524, або складений з двох однакових стабілітронів з сумарною напругою стабілізації 18К4 , КС510 та ін.). Транзистор VT1 одноперехідний, типу КТ117А, Б, В, Г. Діодний місток VD5-VD8 складається з діодів, з робочим струмом не менше 10 ампер(Д242÷Д247 та ін.). Діоди встановлюються на радіатори площею не менше 200 кв.см, а радіатори сильно нагріватимуться, в корпус зарядного пристрою можна встановити вентилятор для обдування.