3 простых зарядных устройств, которые можно выполнить своими руками

Состав и термины

Автозарядка состоит из первичного источника электропитания для собственно зарядного устройства, которое обеспечивает заданный режим заряда аккумуляторной батареи, и схем защиты ее от разного рода нештатных ситуаций. Схемотехнически эти узлы могут быть в той или иной степени объединены. Далее для краткости употребляются след. сокращения:

• АКБ – аккумуляторная батарея.
• ПИ – первичный источник питания.
• ИП – любой другой источник питания.
• УЗ – устройство защиты.
• ТЗ – защита по току.
• ЗН – защита от перенапряжения.

Самодельное зарядное для шуруповерта

До того как приступить к работе, необходимо определить, какого типа аккумулятор используется в вашем шуруповерте. Они бывают свинцовые, никелевые, литиевые, другие. В зависимости от типа батареи, нужны разные конструкции зарядных. Ведь каждая батарея имеет свои особенности и правила эксплуатации.

Литий-ионные батареи используются сейчас чаще всего. Батареи такого рода считаются самыми безопасными и экологически чистыми. При их использовании нужно точно учитывать напряжение. Повышение или понижение напряжения резко сокращают продолжительность работы и емкость таких батарей.

Осторожно! Нагревание литий-ионной батареи выше 60 градусов может привести к пожару и даже взрыву.

Прежде чем приступить к работе, убедитесь, что обладаете всеми необходимыми знаниями в области электросхем и паяния.

Для работы вам понадобятся:

• зарядный стакан;
• батарея, которая не работает;
• нож и лезвия;
• дрель;
• паяльник;
• провода длиной не меньше 15 см;
• отвертка;
• термопистолет.

Чаще всего встречаются шуруповерты, в которых используются аккумуляторы с напряжением 12 и 18 вольт.

Чтобы заняться переделкой зарядного, нужно разобраться в конструкции. Агрегат состоит из генератора тока на составном транзисторе, который получает ток от выпрямительного мостика. Он, в свою очередь, подсоединен к понижающему трансформатору с необходимым выходным напряжением.

Нужно, чтобы трансформатор выдавал необходимую мощность. Это важно для продолжительной работы устройства. В противном случае он сгорит. Ток регулируется резистором при вставленном аккумуляторе. Ток постоянный во время всей зарядки. И чем выше мощность трансформатора, тем стабильнее заряд.

Зарядное устройство для шуруповерта 12 вольт своими руками

Такой агрегат подходит для литий-ионных аккумуляторов от 900 mAh и больше. Чтобы сделать его, нужно выполнить следующие шаги:

1. Для начала необходимо взять зарядный стакан и осторожно вскрыть.
2. После этого отклеить клеммы и всю электронику с помощью паяльника.
3. Затем нужно в неработающей батарее отпаять клеммы с плюса и минуса, снова используя паяльник. Чтобы не перепутать полярность, пометьте маркером или ручкой плюсы и минусы.
4. В разобранном зарядном стакане нужно пометить, где будут находиться провода.
5. Затем надо просверлить отверстия. Диаметр можно увеличить, используя нож.
6. После этого провода вводят в просверленные под них дырки и припаивают к подготовленному стакану, соблюдая при этом полярность.
7. Используя термопистолет, прикрепляют крышку от батареи к зарядному стакану.
8. А в конце всех проделанных операций нижняя крышка прикрепляется обратно к зарядному стакану.

Таким образом вы сами смастерили зарядное устройство.

Зарядка для шуруповерта 18 вольт своими руками

Сделать зарядное на 18 вольт можно по схеме, описанной выше. Если родной блок в нормальном состоянии, для переделки можно использовать его. Если нет, за основу можно взять блок питания от ноутбука. Он выдает как раз нужные 18 вольт.

Сделать агрегат можно по схеме, часто встречающейся в интернете. Такая переделка позволяет ускорить время зарядки аккумулятора. Согласно схеме, ток поступает в аккумулятор, а управление осуществляется с помощью транзистора. Он оказывает влияние на показания индикатора. Тогда ток понижается по мере зарядки, и светодиод гаснет.

Как видите, устройство далеко не самое сложное. Любой мастер может улучшить зарядный агрегат к своему шуроповерту. Таким образом вы сделаете зарядчик более надежным, с возможностью ускоренной подзарядки аккумуляторов.

Виды зарядных устройств

Как мы уже выяснили, главная причина разрядки аккумулятора это низкая температура. Но это не все, например, не выключенные габаритные огни тоже «сажаю» батарею или будучи на природе слушали музыку, естественно, на заглушенном авто и подобное.

Любому элементу питания свойственна потеря электроэнергии даже в состоянии покоя. Это обусловлено химическими и физическими процессами. То есть даже при длительном простое автомобильный аккумулятор постепенно теряет заряд.

Естественно для его восполнения потребуется зарядное устройство. Но далеко не все автолюбители умеют правильно их подбирать.

Существует три основных типа автомобильных зарядных устройств:

• зарядно-предпусковой;
• пуско-зарядный;
• портативные зарядки.

В зависимости от условий, следует выбрать тот или иной тип. Ниже рассмотрим их подробнее, чтобы понять, какое устройство для каких случаев больше подходит, плюсы и минусы.

Зарядно-предпусковое устройство

Этот тип прекрасно подходит в случаях, когда нет возможности, в силу каких-либо причин, снять АКБ с машины. Такая ситуация встречается в современных автомобилях с огромным количеством электроники, которую не рекомендуется полностью обесточивать.

На зарядку потребуется достаточно много времени, так как процесс осуществляется при относительно малых токах. Но и аккумулятор нет необходимости снимать и нести в дом. Потребуется только подключить контакты зарядки к клеммам батареи, и включить устройство в сеть 220 В.

Пуско-зарядное устройство (ПЗУ)

Это тип относится к мощным зарядкам. С их помощью можно не только подзаряжать АКБ, но восстанавливать старые батареи. При использовании такого режима аккумулятор следует отсоединить и снять с машины, иначе существует риск сжечь чувствительную электронику автомобиля большими зарядными токами.

У пуско-зарядных устройств, судя из названия, есть еще одна функция, а именно запуск двигателя. С его помощью это можно сделать даже если АКБ полностью разряжена, а нужно срочно ехать. Чтобы произвести такой пуск, достаточно отсоединить контакты бортовой сети и подключить их к клеммам зарядного устройства. Провернуть стартер ключом зажигания, после чего можно отсоединять пусковое зарядное устройство и подключать аккумулятор обратно к авто. Система запитывается от генератора, а батарея во время движения подзарядится.

Портативное зарядное устройство

Имеет внутри встроенную мощную батарею при небольших габаритных размерах. Отлично подходит для автолюбителей не имеющих своего гаража и оставляющих авто на стоянке. Также незаменимо при частых и длительных поездках, если в дороге сядет АКБ, ее можно будет хоть немного подзарядить.

Положительные и отрицательные моменты по типам зарядок

Зарядно-предпусковые. К их плюсам относится:

• легкость и компактность;
• работа в автоматическом режиме;
• полная автономность.

Хотя последнее относится не ко всем моделям зарядок.

Главный минус таких устройств это то, что с их помощью не восстановить разряженный в нуль АКБ. Хотя попробовать можно, однако такой процесс займет очень много времени и может растянуться не на одни сутки. Все зависит от емкости самой батареи и зарядных токов устройства.

Используется на аккумуляторах разряженных на 50 – 60 % не более. То есть при замерах на напряжение он должен показывать значение 6 – 7 В, при полном его заряде 13В.

Зарядно-пусковые устройства. Плюсы:

• срочный пуск двигателя при полностью посаженую АКБ;
• восстановление севших до нуля аккумуляторов;
• возможность работы в нескольких режимах;
• автоматический и ручной режим.

Автовладельцы могут, в зависимости от условий, выбирать зарядку в автоматическом режиме или вручную подстроить под свои нужды.

Минусы таких устройств:

• большой вес и габариты;
• цена.

Сюда также можно отнести и сложность настроек. Необходимо иметь опыт обращения с ними, хотя это касается не всех моделей.

Режимы заряда

Номинальное напряжение Ni-Cd ячейки 1.2 В. Никель-кадмиевый аккумулятор заряжается током от 0.1 до 1.0 номинальной емкости. Это означает, что аккумулятор емкостью 5 амперчасов можно заряжать током от 0.5 до 5 А.

Заряд сернокислотных аккумуляторов хорошо знаком всем людям, держащим в руках шуруповерт, ведь практически каждый их них еще и автолюбитель. Номинальное напряжение ячейки Pb-PbO2 составляет 2.0 В, а ток зарядки свинцового сернокислотного аккумулятора всегда 0.1 C (доля тока от номинальной емкости, см. выше).

Требования техники безопасности к зарядникам АКБ

Работа с электросхемами пожароопасна, поэтому важно соблюсти меры предосторожности:

• оборудовать зону, где будет происходить заряжание, несгораемой подложкой;
• обезопасить себя при сборке с помощью перчаток, изолирующего ковра, другой индивидуальной защиты (особенно актуально для простеньких сборок);
• после запуска нового приспособления отслеживать протекающие процессы до момента завершения зарядки;
• периодически снимать показания тока, напряжения, сопротивления, а также температурные изменения системы;
• оснастить зарядник функцией автоматического отключения, особенно в случае самостоятельной домашней работы без контроля со стороны мастера.

При соблюдении этих норм использование самодельных электрических устройств не принесет вреда и поможет продлить срок службы аккумулятора.

Виды зарядных устройств

Разработано большое количество схем автомобильных зарядных устройств, использующих разные элементные базы и принципиальный подход. По принципу действия приборы заряда разделяются на две группы:

1. Пуско-зарядные, предназначенные для запуска двигателя при нерабочем аккумуляторе. Кратковременно подавая на клеммы аккумулятора ток большой величины, происходит включение стартера и запуск двигателя, а в дальнейшем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются только на определённое значение тока или с возможностью выставления его величины.
2. Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, в течение этого времени происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они разделяются: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).

По своей схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства. Первого вида используют в работе высокочастотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве основы используют трансформатор с выпрямительным блоком, просты в изготовлении, но обладают большим весом и низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Выполнено зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками или приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему одинаковы, а именно:

• стабильность выходного напряжения;
• высокое значение КПД;
• защита от короткого замыкания;
• индикатор контроля заряда.

Одной из главных характеристик прибора заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие характеристики получится только при подборе нужного его значения. При этом важна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации аккумулятора. Считается, что правильным значением тока будет величина равная десяти процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.

Какие бывают зарядные устройства

Аккумулятор не вечный и даже в самых заботливых руках может прослужить не более 5-6 лет. Но многие и до этого не дотягивают, потому что водители часто пренебрегают элементарными правилами эксплуатации устройства. И обслуживания, в том числе. Правил обслуживания аккумулятора есть много, но качественная подзарядка необходима аккумулятору даже при полной работоспособности всего бортового электрооборудования.

Нынешние зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов представлены только двумя типами:

• импульсными зарядками;
• трансформаторными устройствами.

Трансформаторные модели устройств при всех своих достоинствах имеют огромный вес и габариты. Это не проблема для тех, у кого есть полноценная мастерская, просторный гараж. Да и по надежности и стабильности зарядных характеристик трансформаторные динозавры гораздо лучше импульсных устройств. Но время идет, и тяжелые трансформаторы заменяют импульсные устройства.

Как собрать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками

Схема зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Один из простейших, если не самый простой, вариант создания зарядного устройства. Он предусматривает использование микросхемы LM317. Она дешёвая и повсеместно доступная, плюс оснащается индикатором заряда.

Настройка сводится к тому, чтобы установить выходное напряжение номиналом 4,2 Вольта, используя подстроечный резистор R8. Только обязательно без подключённого аккумулятора. А также устанавливается зарядный ток методом подбора резисторов R4 и R6. Рекомендуемая мощность резистора R1 при этом должна составлять не менее 1 Ватт.

Когда светодиод на схеме погаснет, это сигнализирует о завершении процесса зарядки батареи. При этом показатели зарядного тока до нуля уменьшаться никогда не будут.

В подобной зарядке не рекомендуется слишком долго держать аккумуляторную батарейку после того, как процесс подзарядки завершится.

Микросхемы типа LM317, как и её аналоги, очень широко применяются во всевозможных стабилизаторах тока и напряжения. При этом купить их можно на любом радиорынке, а обойдутся они в сущие копейки.

Недостатком схемы можно считать питающее напряжение, которое обязательно должно составлять от 8 до 12 В. Это обусловлено тем, что для нормального функционирования микросхемы требуется разница между напряжением на АКП и питающим напряжением не меньше 4,25 В, то есть запитать устройство с помощью порта USB не получится.

Последовательность сбора зарядки литиевых аккумуляторов своими руками такова:

1. подбираете подходящий корпус;
2. крепите к нему блок питания (5 В) и элементы указанной схемы (обязательно в правильном порядке);
3. берете латунь и вырезаете из неё две полоски, крепите их на гнёзда;
4. используя гайку, устанавливаете расстояние между контактами и АКБ, которые собираетесь подключать;
5. крепите переключатель, если хотите впоследствии иметь возможность изменять полярность на гнёздах (если — нет, оставляете все как есть).

Но если задачей является сборка зарядного устройства, ориентированного на работу с аккумуляторами 18650, тогда сразу стоит переходить к более сложным схемам, либо же покупать готовый девайс. Без соответствующих технических навыков собрать узел не получится. Порой действительно проще потратить немного больше денег, но взять заводской зарядник с необходимыми параметрами и защитой.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег.

Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать.

Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи.

При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток.

Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора.

Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается.

Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

• 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
• 12.3…12.4 В — 75%;
• 12.0…12.1 В — 50%;
• 11.8…11.9 В — 25%;
• 11.6…11.7 В — разряжена;
• ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

• Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
• Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Как работать с самодельным аккумулятором

У такого устройства есть один существенный недостаток – после полной зарядки АКБ, самодельное зарядное устройство для авто не выключается в автоматическом режиме. Так что, нужно постоянно следить за его работой и не забыть во время выключить его. И самое главное – проверять самодельное ЗУ «На искру» нельзя ни в коем случае, он выйдет из строя.

Основные меры предосторожности:

1. При подключении соблюдайте полярность, ошибка сразу выведет из строя зарядное устройство. Изначально рекомендуется как-то наметить провода, чтобы вы не перепутали где «+», а где «-».
2. К АКБ подключаем только в выключенном состоянии.
3. Мультеметр должен показывать свыше 10 В.

Статья по теме: Компьютер в авто своими руками.

Для чего нужна автозарядка

Все аккумуляторы накапливают электрическую энергию в результате химических процессов, которые происходят в них после подачи напряжения. При подключении потребителя происходит обратный процесс — энергия расходуется. Чтобы ее восстановить, батареи заряжают. На машинах устройством, обеспечивающим заряд при поездках, является генератор. Его энергии не всегда хватает для поддержания работоспособности, особенно в условиях частых и трудных пусков двигателя, коротких поездок. Тогда помогает только внешнее зарядное устройство.

На автотранспорте используются стартовые кислотно-свинцовые батареи с хорошей выносливостью, способностью долго сохранять эксплуатационные характеристики. Чтобы контролировать состояние, ориентируются в основном на общее напряжение без детализации по отдельным банкам. Для АКБ опасен перезаряд: закипает электролит, отчего источники питания быстро выходят из строя. Поэтому бортсеть рассчитана так, что генератор постоянно недозаряжает аккумулятор.

В этом таится опасность: пластины преждевременно сульфатируются, снижается ресурс. При минусовых температурах на улице даже в отапливаемом гараже такие процессы ускоряются. Если батарею постоянно подпитывать с помощью внешнего ЗУ, то она прослужит долго.

Хорошее зарядное устройство при правильном использовании способно частично десульфататировать пластины. Опытные водители после поездки зимой снимают аккумулятор, ставят на дозарядку. Это способствует тому, что он выдерживает количество зарядов-разрядов до 2 раз большее, чем предусмотрено заводскими характеристиками. С помощью ЗУ спасают и полностью посаженные АКБ.

Для батарей характерно такое явление, как саморазряд. Если автоаккумулятор не используется, емкость в течение месяца падает до 30%. Чтобы этого не происходило, его ставят на постоянный заряд малым током. Тогда АКБ все время остается работоспособным. Поддержание на зарядке еще и уменьшает сульфатацию.

Бестрансформаторное зарядное устройство

Бестрансформаторная схема несложного зарядного устройства для зарядки кислотных аккумуляторная батарей с емкостью от 0,5 до 120 Ампер

Занимательной по конструкции есть схема самодельного устройства, которое не имеет трансформатора. Его роль в данном устройстве делает комплект конденсаторов, рассчитанных на напряжение в 250 В. Таких конденсаторов должно быть не меньше 4. Сами конденсаторы подключаются параллельно.

К комплекту конденсаторов параллельно подключается резистор, предназначенный для гашения остаточного напряжения по окончании отключения прибора от сети.

Потом потребуется диодный мост для работы с допустимым током не меньше 6 А. Он подключается в схему по окончании комплекта конденсаторов. А потом уже к нему подсоединяются провода, которыми устройство будет подключаться к АКБ.

В обязательном порядке к прочтению:

• Как предохранить радиатор от повреждения посредством сетки на его решетку?
• аксессуары и Зимние опции в автомобиле
• Особенности переоформления автомобиля на себя без снятия его с учета
• Какое давление должно быть в шинах автомобиля?
• Что будет за пересечение двойной целой?
• Как выбрать динамометрический ключ для автомобиля
• Виртуальный тюнинг автомобиля

Как сделать простейшее зарядное устройство.

Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:

• Верная зарядка аккумулятора автомобиля от зарядного устройства и генератора

  Все то время, пока двигатель автомобиля не работает, питание электросети автомобиля происходит от аккумулятора — эта азбучная истина не испытывает недостаток в комментариях. Но, сказать о том, что ее…

• Зарядное устройство (импульсное) 12в 10А — схема

  Опыты с конструкцией транзистора привели ученых и инженеров всей земли к основательному ответу отказаться от таковой конструкции. Главная причина для того чтобы шага стали тяжелые потери на…

• Как верно выбрать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля

  Свинцово-сурьмянским автомобильным аккумуляторным батареям характерно весьма скоро разряжаться при сильных морозах. И в случае если в таких обстановках шофер транспортного средства вовремя не…

• Зарядное устройство для аккумулятора автомобиля

  Автоаксессуары На практике практически любой автомобилист сталкивался с таковой проблемой, как разряд аккумулятора. Тут имеется лишь одно ответ – осмотр источника питания на факт неисправностей и…

• Простое зарядное устройство собственными руками

  Не каждый обладатель авто имеет у себя в гараже зарядное устройство для аккумулятора. В данной статье обрисованы этапы создания собственными руками качественного зарядного устройства, в котором возможно…

Зарядно-пусковое устройство. Схема и подробное описание

Зарядно-пусковое устройство представленное в этой статье позволяет запустить автомобиль в зимнее время. Как известно пуск в зимнее время двигателя внутреннего сгорания автомобиля с подсевшим аккумулятором требует много сил и времени.

Плотность электролита, вследствие  продолжительного хранения, существенно понижается, а протекающий внутри аккумулятора процесс сульфатации увеличивает внутреннее сопротивление его, тем самым, уменьшая стартовый ток аккумулятора. Плюс ко всему, в зимнее время повышается вязкость моторного масла, что требует от автомобильного аккумулятора  большей стартовой мощности.

Как известно, облегчить пуск автомобиля зимой можно несколькими способами:

• разогреть масло в картере авто;
• завести машину от другой машины с надежным  аккумулятором;
• завести «с толкача»;
• применить зарядно-пусковое устройство (ЗПУ).

Вариант с применением пускового устройства  более удобен при хранении автомобиля в гараже либо на платной стоянке, где есть возможность подключить пусковое устройство к электросети. Помимо этого данное зарядно-пусковое устройство поможет не только завести авто с севшим аккумулятором, но и быстро восстановить и зарядить его.

В основном в  промышленных образцах зарядно-пускового устройства, аккумулятор подзаряжается от источника питания средней мощности имеющий номинальный ток в пределах до 5А, которого, как правило, не хватает для непосредственного отбора тока стартером автомобиля.  Несмотря на то что внутренняя емкость автомобильных аккумуляторных ПЗУ весьма велика (у некоторых моделях до 240 А/ч), но все же после нескольких заводов они, так или иначе «садятся», а быстро восстановить их заряд не получится.

Автомобильное интеллектуальное зарядное устройство

Данное зарядно-пусковое устройство, отличается от промышленного прототипа незначительной массой и возможностью в автоматическом режиме поддерживать рабочее состояние аккумулятора ПЗУ, вне зависимости от срока хранения или эксплуатации. Даже если в  ПЗУ нет внутреннего аккумулятора, он все равно может кратковременно выдать пусковой ток до 100А. Также существует неплохая схема зарядного устройства для аккумулятора с регулировкой тока заряда.

Для восстановления пластин аккумулятора и снижения температуры электролита во время зарядки, в зарядно-пусковом устройстве предусмотрен режим регенерации. В данном режиме происходит чередования импульсов зарядного тока и пауз.

Принципиальная схема

Схема пускового зарядного устройства содержит   симисторный регулятор напряжения (VS1), силовой трансформатор  (T1), выпрямитель на мощных диодах (VD3, VD4) и стартерный аккумулятор  (GB1). Ток подзарядки выбирается регулятором тока на симисторе VS1, его ток регулируется переменным резистором R2 и зависит от емкости аккумулятора.

Входная и выходная цепи зарядки имеют конденсаторы фильтра, который уменьшает степень радиопомех при работе симисторного регулятора. Симистор VS1 обеспечивает регулировку тока зарядки при разбросе напряжения сети в пределах от 180 до 220 В.

Обвязка  симистора состоит из R1-R2-C3 (RC цепь), динистора VD2 и диодного моста VD1.  Константа времени RC — цепи влияет на момент открытия динистора (отсчитывая от начало сетевого полупериода), который включен в диагональ выпрямительного моста через ограничительный резистор R4.

Выпрямительный мост осуществляет синхронизацию включение симистора в обоих полупериодах сетевого напряжения. В режиме «Регенерация» применяется только один полупериод сетевого напряжения, что способствует отчистке пластин аккумулятора от имеющейся кристаллизации.

Конденсаторы С1 и С2 уменьшают степень помех от симистора в сети до приемлемых уровней.

 Детали

В зарядно-пусковом устройстве применен силовой трансформатор от телевизора «Рубин».  Возможно также использование трансформатора типа ТСА-270.

Перед тем как перемотать вторичные обмотки (первичные остаются без изменений), каркасы отделяются от железа, все бывшие вторичные обмотки (до фольги экранов) удаляют, а на освободившееся место  наматывают медным проводом сечением 1,8…2,0 мм2 в один слой (до заполнения) вторичные обмотки. В результате перемотки напряжение одной обмотки должно получиться примерно 15… 17 В.

Для визуального контроля зарядного и пускового тока в схему зарядно-пускового устройства введен амперметр с шунтирующим резистором. Сетевой выключатель SA1 должен быть рассчитан на максимальный ток 10 А.

Сетевой переключатель SA2 (типа ТЗ или П1Т) позволяет выбрать максимальное напряжение на трансформаторе в соответствии с напряжением сети. Внутреннего аккумулятора марки 6СТ45 или 6СТ50 должно хватить на 3-5 одновременных пусков.

Резисторы в ЗПУ можно применить типа МЛТ или СП, конденсаторы С1,С2 — КБГ-МП, C3 – МБГО, С4 — К50-12, К50-6. Диоды Д160 (без радиаторов) можно поменять на другие с допустимым током более 50 А, симистор — типа ТС.

 Подсоединение ЗПУ к аккумулятору автомобиля необходимо производить мощными зажимами «Крокодил» (на рабочий ток до 200 А). В устройстве важно применить заземление.

Настройка

При настройке к устройству подсоединяется (соблюдай полярность!) внутренний аккумулятор GB1, и испытывается регулировка зарядного тока резистором R2. Затем проверяется  зарядный ток в режиме заряда, пуска и регенерации. Если ток не более 10…12А, то ЗПУ находится в рабочем состоянии.

 При подсоединении зарядно-пускового устройства к аккумулятору автомобиля, ток заряда вначале должен возрасти примерно 2-3 раза, а через 10 — 30 мин понизиться до первоначального значения. После этого переключатель SA3 щелкается  в режим «Пуск», и происходит завод двигателя автомобиля.

В случае неудачной попытки завести двигатель, производится  дополнительная подзарядка в течение 10 — 30 мин, и попытка повторяется.

Автоматическая регулировка тока зарядки

Неплохие результаты показывают самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, имеющие функцию автоматической регулировки тока. Несмотря на кажущуюся сложность, эти устройства очень просты. Правда, потребуются некоторые компоненты. В схеме используются стабилизаторы тока, например LM317, а также его аналоги. Стоит отметить, что этот стабилизатор заслужил доверие у радиолюбителей. Он безотказный и долговечный, характеристики у него превосходят отечественные аналоги.

Кроме него, также потребуется регулируемый стабилитрон, например TL431. Все микросхемы и стабилизаторы, используемые в конструкции, необходимо монтировать на отдельные радиаторы. Принцип работы LM317 заключается в том, что «лишнее» напряжение преобразуется в тепло. Следовательно, если у вас с выхода выпрямителя идет не 12 В, а 15 В, то «лишние» 3 В будут уходить в радиатор. Многие самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов делаются без соблюдения строгих требований к внешней оболочке, но лучше, если они будут заключены в алюминиевый корпус.

ЗУ из блока питания АТХ (для подготовленных)

Более сложную схему имеет зарядное устройство, изготовленное из компьютерного блока питания.

Для изготовления устройства подойдут блоки мощностью не менее 200 Ватт моделей АТ или АТХ, которые управляются контроллером TL494 или КА7500. Важно, чтобы блок питания был полностью исправен. Не плохо себя показала модель ST-230WHF из старых ПК.

Фрагмент схемы такого зарядного устройства представлена ниже, по ней и будем работать.

Помимо блока питания также потребуется наличие потенциометра-регулятора, подстроечный резистор на 27 кОм, два резистора мощностью 5 Вт (5WR2J) и сопротивлением 0,2 Ом или один С5-16МВ.

Начальный этап работ сводится к отключению всего ненужного, которыми являются провода «-5 В», «+5 В», «-12 В» и «+12 В».

Резистор, указанный на схеме как R1 (он обеспечивает подачу напряжения +5 В на вывод 1 контроллера TL494) нужно выпаять, а на его место впаять подготовленный подстроечный резистор на 27 кОм. На верхний вывод этого резистора нужно подвести шину +12 В.

Вывод 16 контроллера следует отсоединить от общего провода, а также нужно перерезать соединения выводов 14 и 15.

В заднюю стенку корпуса блока питания нужно установить потенциометр-регулятор (на схеме – R10). Устанавливать его нужно на изоляционную пластину, чтобы он не касался корпуса блока.

Через эту стенку следует также вывести проводку для подключения к сети, а также провода для подключения АКБ.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Спецодежда для автосервиса, какой она должна быть

Чтобы обеспечить удобство регулировки прибора из имеющихся двух резисторов на 5 Вт на отдельной плате нужно сделать блок резисторов, подключенных параллельно, что обеспечит на выходе 10 Вт с сопротивлением 0,1 Ом.

Далее изготовленная плата устанавливается в корпус и производится подключение всех выводов согласно схеме.

Затем следует проверить правильность соединения всех выводов и работоспособность прибора.

Финальной работой перед завершением сборки является калибровка устройства.

Для этого ручку потенциометра следует установить в среднее положение. После этого на подстроечном резисторе следует установить напряжение холостого хода на уровне 13,8-14,2 В.

Если все правильно выполнить, то при начале зарядки батареи на нее будет подаваться напряжение в 12,4 В с силой тока в 5,5 А.

По мере зарядки АКБ напряжение будет возрастать до значения, установленного на подстроечном резисторе. Как только напряжения достигнет этого значения, сила тока начнет снижаться.

Если все рабочие параметры сходятся и прибор работает нормально, остается только закрыть корпус для предотвращения повреждения внутренних элементов.

Данное устройство из блока АТХ очень удобно, поскольку при достижении полного заряда батареи, автоматически перейдет в режим стабилизации напряжения. То есть перезарядка АКБ полностью исключается.

Для удобства работ можно дополнительно прибор оснастить вольтметром и амперметром.

На современной базе

Очень хорошее простое и недорогое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля может быть построено на основе универсального преобразователя DC/DC TC43200; он представляет собой импульсный тиристорный преобразователь напряжения с раздельными независимыми регулировками ограничения по току и величине стабилизированного выходного напряжения, слева на рис. TC43200 можно купить на том же Али Экспресс, а по расходам сравнительно со схемами на россыпи – отдельных дискретных компонентах, и радиаторами к ним, для ЗУ на TC43200 там же можно приобрести универсальный указатель тока/напряжения (в центре) и не требующий радиатора диодный мост на 10 А, напр. KBPC5010. Все вместе выйдет дешевле.

Простое недорогое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля на преобразователе напряжения TC43200

Схема ЗУ АКБ на TC43200 дана справа. Входное напряжение – от 18 В; емкость C1 достаточна 220 мкФ. Налаживание предельно простое:

• Включаем ЗУ без нагрузки;
• Регулятором напряжения выставляем 5 В на выходе;
• Замыкаем выход накоротко;
• Регулятором тока выставляем нужный ток заряда, до 10 А;
• Раскорачиваем выход (нагрузка не нужна);
• Регулятором напряжения устанавливаем на нем 14,4 В или 15,6 В для использования со схемой защиты.

Недостатки TC43200 невелики и легко устранимы – радиаторы маловаты, а встроенной аварийной защиты нет. Длительной работы в режиме КЗ TC43200 не выдержит и АКБ от вскипания не спасет. Поэтому ЗУ на TC43200 требуется отдельное защитное устройство наподобие описанного выше.

Импульсный трансформатор

В конструкции импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов «Кото» используется специальной конструкции трансформатор. Для самоделок можно воспользоваться готовым – снять из блока питания персонального компьютера. В них применяются трансформаторы, которые идеально подходят для реализации схем зарядных устройств – они могут создать высокий уровень тока.

Также они позволяют обеспечить сразу несколько значений напряжений на выходе зарядника. Диоды, которые устанавливаются после трансформатора, должны быть именно импульсными, другие работать в схеме попросту не смогут. Они быстро выйдут из строя при попытке выпрямить высокочастотный ток. В качестве фильтрующего элемента желательно установить несколько электролитических конденсаторов и ВЧ-дроссель. Рекомендуется применить термистор сопротивлением 5 Ом, чтобы обеспечить снижение уровня бросков.

Кстати, термистор тоже можно найти в старом БП от компьютера. Обратите внимание на емкость электролитического конденсатора – ее нужно подбирать исходя из значения мощности всего устройства. На каждый 1 Ватт мощности требуется 1 мкФ. Рабочее напряжение не менее 400 В. Можно применить четыре элемента по 100 мкФ каждый, включенных параллельно. При таком соединении емкости суммируются.

Источник питания для «зарядки» из ИПБ

Преимущество БП от компьютера в том, что он уже имеет встроенную защитную схему. Однако придется потрудиться, чтобы немного переделать конструкцию. Для этого надо сделать следующее:

• удалить все выходные провода кроме желтых (+12В), черных (масса) и зеленого (провод включения ПК).
• закоротить зеленый и черный провода;
• установить выключатель сети (при отсутствии штатного);
• найти резистор обратной связи в цепи +12В;
• заменить переменным резистором на 10 кОм;
• включить БП;
• вращая переменный резистор, установить на выходе 14,4 В;
• измерить текущее сопротивление переменного резистора;
• заменить переменный резистор постоянным того же номинала (допуск 2%);
• подключить к выходу блока питания вольтметр для контроля процесса зарядки (опционально);
• соединить желтые и черные провода в два жгута;
• подключить к ним провода с зажимами для соединения с клеммами.

Совет: вместо вольтметра можно использовать универсальный мультиметр. Для его питания следует оставить один красный провод (+5 В).

Зарядное устройство для аккумулятора своими руками готово. Остается только подключить прибор к электросети и зарядить батарею.