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.
Преимущества и недостатки самодельного устройства
Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.
К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.
Параметры устройства
Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В.
Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше.
Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.
Что нужно для ЗУ?
Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:
- Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
- Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
- В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
- Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы.
Рис. 1: измерение с помощью мультиметра - Автоматика отключения может выполняться посредством реле напряжения или тока. Реагирует на заполнение емкости батареи и отключает автоматическое ЗУ. Вместе с реле можно установить автомобильную лампочку или светодиод для регистрации окончания заряда.
- Переменный резистор или переключатель для регулировки тока во вторичной цепи зарядного агрегата. Необходим, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для аккумуляторов разного типа или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и их придется подстраивать.
Рис. 2: Пример установки регулировочного резистора
Если вы собираетесь зарядить аккумулятор одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы.
Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям.
Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.
Если трансформатор не подходит
Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.
- Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U1/U2 = N1/N2 ,
- где U1 и U2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;
- N1 и N2 – количество витков в первичке и вторичке соответственно.
К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного.
Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.
- U1*I1 = U2*I2 ,
- Где U1 и U2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I 1 и I 2 – ток, протекающий в первичке и вторичке.
- Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:
- Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока
| Медный проводник | Алюминиевый проводник | ||
| Сечение жил. мм2 |
Ток, А | Сечение жил. мм2 | Ток, А |
| 0,5 | 11 | — | — |
| 0,75 | 15 | — | — |
| 1 | 17 | — | — |
| 1.5 | 19 | 2,5 | 22 |
| 2.5 | 27 | 4 | 28 |
| 4 | 38 | 6 | 36 |
| 6 | 46 | 10 | 50 |
| 10 | 70 | 16 | 60 |
| 16 | 80 | 25 | 85 |
Если расчетная величина тока на выходе зарядного устройства превышает нужные 10% от емкости аккумулятора, в цепь обязательно включается токоограничивающий резистор, величина которого подбирается пропорционально излишку тока.
Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
В зависимости от имеющихся у вас компонентов и параметров аккумулятора, сборка ЗУ будет значительно отличаться. В данном примере технология изготовления включает в себя такие этапы:
- Составьте или возьмите готовую схему зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. В данном примере используется такой довольно простой вариант:
Рис. 3: схема зарядного устройства - Здесь применяется трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, которые нужно соединить последовательно для получения нужного уровня напряжения.
Рис. 4: Трансформатор ТС — 180 — 2
Но вы должны отталкиваться от параметров вашей электрической машины. Поэтому при необходимости уберите лишние обмотки или заизолируйте их выводы (если они есть), намотайте вторичку (если существующая не дает нужный уровень напряжения в ЗУ).
Рис. 5: перемотайте обмотки
- В рассматриваемом примере для этого на первичных обмотках соединяются перемычкой выводы 1 и 1′
Рис. 6: соедините выводы 1
а на вторичной выводы 9 и 9′.
Рис. 7: соедините выводы 9
- К клеммам 2 и 2′ припаяйте выводы сетевого шнура.
Рис. 8: подключите сетевой шнур - Соберите диодную сборку на текстолитовой пластине, как показано на схеме. В связи с интенсивным выделением тепла из-за больших зарядных токов, полупроводниковые приборы устанавливаются на радиатор.
Рис. 9: диодная сборка - Подключите мост к выводам 12В, в данном примере это клеммы 10 и 10′. Основные элементы зарядного устройства собраны.
Рис. 10: подключите выводы 10 к диодному мосту - Между выводом диодного моста и клеммами АКБ установите амперметр с пределом измерения до 15 А.
Рис. 11: подключите амперметр - В цепь амперметра подключите токоограничивающий блок резисторов или переключатель с функцией регулировки сопротивления, они позволят изменять величину тока зарядного устройства.
Рис. 12: установите переключатель - Между выводами для подключения АКБ установите вольтметр для контроля величины напряжения с пределом измерений в 15 или 20 В.
Рис. 13: подключите вольтметр
Для защиты зарядного устройства, как со стороны сети, так и со стороны свинцовой батареи нужно установить два предохранителя. В рассматриваемом примере с высокой стороны зарядного устройства применяется предохранитель на 0,5А, а в цепи зарядки свинцового аккумулятора 10А.
При наличии регулятора тока зарядного устройства, начинать зарядку следует с минимального значения на амперметре и плавно повышать его до требуемой величины. При накоплении в аккумуляторе достаточного количества заряда, амперметр будет показывать около 1А, после чего можете смело отключать зарядное от сети и использовать аккумулятор по назначению.
Рис. 14: зависимость величин от времени заряда
Видео по теме
Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов
Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.
Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В. 
Рис.1 Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора. Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В).
Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности. Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей. Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений. Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.
Рис.2
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. 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 кв. см.
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.
В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности. Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением. Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства. Вообще, тиристор — это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому — большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов. Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.
Рис.3 Вот что пишет автор:
Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы. Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С. Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI…VD4. Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2.
Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот. Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.
Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП. Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1. Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру. Предохранитель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1…
VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213). Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250. В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24… 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).
Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке. Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора — симисторе. На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.
Рис.4
Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В. В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5.
После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде — через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки.
Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса. Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора.
В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора. Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6.
Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ. Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт. При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.
Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).
Рис.5
Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.
В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.
Рис.6
Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16… 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А. Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое. Чертёж платы представлен на Рис.7.
Рис.7
Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя.
В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.
В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.
Рис.8
На Рис.8 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.
Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В
Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено сделать его устойчивой к ошибкам от далёких от электроники юзерам.
Просмотрев несколько разных схем с сайта 2Схемы обнаружилось, что бессмысленно делать какую-то автоматику и электронику. Выпрямитель должен просто давать правильное напряжение и, при необходимости, оптимальный ток. Что как раз нужно автомобильным аккумуляторам.
Схема выпрямителя для АКБ на 12 и 24 В
В общем конструкция тривиальна. Трансформатор, выключатель, диодный мост, светодиоды, амперметр, реле, кнопка. Вот и всё.
Как действует зарядное устройство
Нажмите кнопку СТАРТ, чтобы подать напряжение на трансформатор. Это приводит в действие реле Pk, которое соединит контакты, подключенные параллельно кнопке START. Цепь зафиксируется и проводит до тех пор, пока на катушке реле есть напряжение.
Реле действует как “защита от дурака”, такая как случайное замыкание и постоянная перегрузка выпрямителя. Короткое замыкание или большой ток вызывают падение напряжения и реле размыкается, отключая источник питания трансформатор и защищая выпрямитель от повреждения.
Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе.
Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный.
Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.
Выходные напряжения 14 В и 28 В. Ток – 3,5 А или чуть выше. Понадобилось всего 5 часов, чтобы собрать и запустить его (с перерывом на обед). Передняя панель напечатана на белой клейкой бумаге для струйной печати.
Аккумулятор должен заряжаться током 1/10 от его емкости, то есть 45 Ач – 4,5 А. Что подразумевает полное время зарядки 10 часов. Полная разрядка кислотной батареи окажет большое влияние на ее работу.
Конечно ошибкой является отсутствие предохранителя на выходе выпрямителя, который защитил бы АКБ в случае пробоя моста. Кроме того, сетевой предохранитель следует обязательно размещать на обмотке.
Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).
Полезное: Зарядное для авто из лампочки и трансформатора
Понятно что в идеале зарядный ток должен быть установлен на уровне 10% емкости аккумулятора (например 100 Ач – это 10 A зарядный ток или 50 Ач – это зарядный ток 5 А), после этого зарядное напряжение не должно превышать 13,8 В во время обычной зарядки, а на ускоренном третьем напряжении 15 В должен быть автоматический выключатель зарядки, когда зарядный ток достигает небольшого значения на конечной стадии зарядки и зависит от емкости аккумулятора и его температуры, ну и должно быть защищено от короткого замыкания и перегрузки, но это всё уже из области совсем других ЗУ.
Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!
Схема защиты зарядного
Самая простая система защиты может быть выполнена на нескольких радиоэлементах. Реле с контактным током, превышающим зарядный ток (например 16 А) – катушка на 5-9 В постоянного тока.
Диод – 1 А, резистор Р – в 5 раз больше, чем сопротивление катушки реле. Конденсатор С – например 220 мкФ 25 В.
Конечно у схемы есть недостаток – после отсоединения аккумулятора реле продолжает работать, пока не отключится электропитание.
Можно использовать два решения. Сначала установите дополнительный выпрямительный диод в направлении противоположном «стабилитрону» в цепи катушки реле. Второе решение состоит в том, чтобы поставить выпрямительный диод в противоположном направлении вместо «стабилитрона», а светодиод также обратно плюс резистор и использовать его как знак обратного подключения батареи.
Также советую использовать диоды Шотки, например, от блока питания компьютера. Эти диоды выделяют меньше тепла чем обычные. Дальнейшее снижение потерь мощности в выпрямителе может быть достигнуто с помощью трансформатора с симметричной (двойной) вторичной обмоткой. Трансформатор тут на 50 Вт, нельзя ожидать от него многого, но он всё-же делает свою работу уже долгое время.
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
Как сделать и зарядить аккумулятор с помощью выпрямителя
Сама идея использования выпрямителя с целью зарядки аккумуляторных батарей для автомобилей не новая. Но не все готовы идти на такие эксперименты. Причина более чем банальная. Чем строить какие-то конструкции из подручных средств, проще приобрести готовое, сертифицированное зарядное устройство.
Многих интересует, можно ли вообще использовать выпрямитель, чтобы зарядить аккумулятор от машины. Конечно можно. Делать это можно как для стандартных АКБ на 12 В, так и для 24 В. Но поскольку наиболее востребованными и популярными являются 12-вольтовые стартерные батареи, то основной упор будет сделан именно на них.
Схема выпрямителя
На самом деле смысла в использовании сложных выпрямителей для аккумулятора легкового автомобиля нет совершенно.
Для зарядки подобных 12-вольтных аккумуляторов вполне достаточно взять выпрямитель, который будет обеспечивать правильные параметры напряжения, а также зарядного тока, если это требуется.
То есть новичкам собирать многокомпонентную электронику или автоматику в этом случае не стоит. Сложно, да и по сути бессмысленно. В итоге схема для выпрямителя, используемого с целью зарядки аккумулятора, должна быть максимально простой.
Возьмём для примера выпрямитель, который прекрасно подойдёт для автомобильного аккумулятора и его зарядки, состоящий из:
- трансформатора;
- выключателя;
- диодного моста;
- светодиодов;
- амперметра;
- реле;
- кнопки.
Всё, больше ничего и не требуется особо, чтобы собрать выпрямитель для эффективной зарядки автомобильного аккумулятора своими руками.
Тут можно бесконечно долго спорить о том, какой выпрямитель окажется лучше для аккумулятора легкового автомобиля. Но факт в том, что новичкам нужно создавать простые, но эффективные и безопасные системы. Тем самым удастся избежать нежелательных проблем. А профессионалам в этой области рекомендации и вовсе не нужны. Они сами прекрасно всё знают.
Как устроено и работает ЗУ
Принцип действия зарядного устройства, в основе которого лежит выпрямитель рассматриваемого образца, довольно простой. Собственно, такая цель и преследуется. Его нужно подключить к аккумулятору и запустить в работу.
От начинающего конструктора потребуется сделать следующее:
- нажать кнопку запуска для подачи напряжения на трансформатор;
- это позволит активировать реле Pk;
- реле соединит контакты, которые параллельно подключаются к кнопке запуска;
- цепь зафиксируется и будет проводить ток до того момента, пока на катушке есть напряжение;
- реле работает как защита от случайных замыканий и перегрузки выпрямителя;
- в случае замыкания или большого тока напряжение падает и реле в момент размыкается;
- тем самым происходит отключение подачи питания на трансформатор, не давая повредить выпрямитель;
- в конструкции также предусмотрено наличие переключателя напряжения со светодиодами;
- этот элемент указывает на текущее выходное напряжение;
- потенциально можно соединить параллельно две обмотки, чтобы выходной ток сделать больше;
- для получения других параметров напряжения можно впаять в схему иные светодиоды и реле;
- для изготовления передней панели достаточно сделать распечатку на принтере с помощью клейкой бумаги.
Ещё рекомендуется добавить в схему предохранитель на выходе выпрямителя. Это создаст дополнительный уровень защиты для АКБ, если возникнет пробой моста. Также сетевой предохранитель не помешает на обмотке. В случае с такой схемой выпрямитель будет иметь параметры выходного напряжения 14 и 28 В, а ток для зарядки аккумулятора около 3,5 А.
Многих беспокоит вопрос о том, что регулятора тока здесь нет. В принципе, особой потребности в этом элементе тут нет. Для имеющейся эффективности это лишний компонент. Максимального тока в 3,5 А вполне достаточно, чтобы с лёгкостью заряжать аккумуляторные батареи ёмкостью 35 Ач и выше.
При этом перегрузка точно не грозит. Особенности если номинальная ёмкость обслуживаемой АКБ составит 40-45 Ач и более. Ведь здесь параметры напряжения будут небольшими, а падение тока будет происходить по мере увеличения напряжения.
Конечно, перед тем как зарядить свой аккумулятор подобным самодельным выпрямителем, не забывайте о необходимости правильного подключения, соблюдении полярности, а также о потребности в постоянном контроле процесса. Всё же автоматического выключателя конструкция не предусматривает.
В идеале зарядные устройства работают с зарядным током, который можно настраивать в зависимости от ёмкости АКБ, выставляя значение в 10% от номинального параметра. А зарядное напряжение не должно выходить за рамки 13,8 В в обычном режиме зарядки, либо за 15 В при ускоренной процедуре восстановления ёмкости.
Также должен быть предусмотрен автоматический выключатель, элементы защиты против короткого замыкания и перегрузок. Но всё это уже зарядные устройства абсолютно другого, высокого уровня. И связываться со сборкой таких систем тем, кто мало что понимает в этой сфере, не стоит. Можно обойтись обычным выпрямителем и простейшей схемой, которая была показана выше.
Когда трансформатор идет на напряжение в 20 В, то зарядный ток окажется выше 10 А. А если 10 В, тогда ток с большой вероятностью вообще протекать не будет.
В случае с подзарядкой АКБ в большинстве случаев 5 А оказывается более чем достаточно. Помните ещё одну важную ведь. Чем больше будет ток заряда от ЗУ, тем быстрее в итоге АКБ окончательно выйдет из строя и потребует замены.
Защита для ЗУ
Наиболее простую защитную систему можно собрать с помощью нескольких радиоэлементов. А именно:
- реле, контактный ток которого выше зарядного тока (около 16 А);
- катушка постоянного тока на 5-9 А;
- диод на 1 А;
- резистор в 5 раз выше по сопротивлению, чем у катушки реле;
- конденсатор типа 220 мкФ 25В.
Схема простая. Но определённый недостаток в ней есть. Если отсоединить аккумуляторную батарею, то реле всё равно продолжит функционировать. До тех пор, пока вы полностью не отключите электрическое питание.
Тут можно применить 2 варианта решений:
- установить дополнительный диодный выпрямитель в противоположном относительно стабилитрона направлении в цепи катушки используемого реле;
- использовать выпрямительный диод в противоположном направлении, заменив стабилитрон, а также поставить светодиод обратно плюс резистор, используя его в качестве знака обратного подключения АКБ.
В качестве диодов рекомендуется использовать компоненты, аналогичные тем, которые применяются в компьютерных блоках питания (диод Шоттки). Преимущество таких устройств в том, что они будут выделять значительно меньшее количество тепла в сравнении с обычными диодами.
Чтобы снизить в дальнейшем потери мощности используемого выпрямителя, можно задействовать трансформатор, имеющий симметричную, то есть двойную вторичную обмотку.
На представленном примере использовался трансформатор 50 Вт. Это не самый производительный элемент. Но он способен эффективно и в течение длительного времени выполнять свою работу.
Стоит ли своими руками собирать подобные зарядные устройства? Что думаете о ЗУ для АКБ из выпрямителя? Что лучше: сделать прибор или купить сертифицированное зарядное устройство?
Загрузка...
