На фотографії представлений саморобний автоматичний зарядний пристрій для зарядки автомобільних акумуляторів на 12 В струмом величиною до 8 А, зібраного в корпусі від мілівольтметра В3-38.
Чому потрібно заряджати акумулятор автомобіля
зарядним пристроєм
АКБ в автомобілі заряджається за допомогою електричного генератора. Для захисту електрообладнання та приладів від підвищеної напруги, яке виробляє автомобільним генератором, після нього встановлюють реле-регулятор, який обмежує напругу в бортовій мережі автомобіля до 14,1±0,2 В. Для повної зарядки акумулятора потрібна напруга не менше 14,5 Ст.
Таким чином, повністю зарядити АКБ від генератора неможливо і перед настанням холодів необхідно заряджати акумулятор від зарядного пристрою.
Аналіз схем зарядних пристроїв
Привабливою є схема виготовлення зарядного пристрою з блоку живлення комп'ютера. Структурні схеми комп'ютерних блоків живлення однакові, але електричні різні, і доопрацювання потрібна висока радіотехнічна кваліфікація.
Інтерес у мене викликала конденсаторна схема зарядного пристрою, ККД високий, тепла не виділяє, забезпечує стабільний струм заряду незалежно від ступеня заряду акумулятора та коливань мережі живлення, не боїться коротких замикань виходу. Але теж має нестачу. Якщо в процесі заряду зникне контакт з акумулятором, то напруга на конденсаторах зростає в кілька разів (конденсатори і трансформатор утворюють резонансний коливальний контур з частотою електромережі), і вони пробиваються. Треба було усунути тільки цю єдину ваду, що мені й вдалося зробити.
В результаті вийшла схема зарядного пристрою без перерахованих вище недоліків. Більше 16 років заряджаю ним будь-які кислотні акумулятори на 12 В. Пристрій працює безвідмовно.
Принципова схема автомобільного зарядного пристрою
При складності, що здається, схема саморобного зарядного пристрою проста і складається всього з декількох закінчених функціональних вузлів.
Якщо схема для повторення Вам здалася складною, то можна зібрати більше працюючу на такому ж принципі, але без функції автоматичного відключення при повній зарядці акумулятора.
Схема обмежувача струму на баластових конденсаторах
У автомобільному конденсаторному зарядному пристрої регулювання величини і стабілізація сили струму заряду акумулятора забезпечується за рахунок включення послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора Т1 баластних конденсаторів С4-С9. Чим більша ємність конденсатора, тим більше буде струм заряду акумулятора.
Практично це закінчений варіант зарядного пристрою, можна підключити після діодного моста акумулятор і зарядити його, але надійність такої схеми низька. Якщо порушиться контакт з клемами акумулятора, конденсатори можуть вийти з ладу.
Місткість конденсаторів, яка залежить від величини струму та напруги на вторинній обмотці трансформатора, можна приблизно визначити за формулою, але легше орієнтуватися за даними таблиці.
Для регулювання струму, щоб скоротити кількість конденсаторів, їх можна підключати паралельно до груп. У мене перемикання здійснюється за допомогою двох галетних перемикачів, але можна поставити кілька тумблерів.
Схема захисту
від помилкового підключення полюсів акумулятора
Схема захисту від переполюсування зарядного пристрою при неправильному підключенні акумулятора до виводів виконана на реле Р3. Якщо акумулятор підключений неправильно, діод VD13 не пропускає струм, реле знеструмлено, контакти реле К3.1 розімкнені та струм не надходить на клеми акумулятора. При правильному підключенні реле спрацьовує, контакти К3.1 замикаються і акумулятор підключається до схеми зарядки. Таку схему захисту від переполюсування можна використовувати з будь-яким зарядним пристроєм як транзисторним, так і тиристорним. Її достатньо включити у розрив проводів, за допомогою яких акумулятор підключається до зарядного пристрою.
Схема вимірювання струму та напруги заряджання акумулятора
Завдяки наявності перемикача S3 на схемі вище при зарядці акумулятора є можливість контролювати не тільки величину струму зарядки, але і напруга . При верхньому положенні S3 вимірюється струм, при нижньому – напруга. Якщо зарядний пристрій не підключено до електромережі, то вольтметр покаже напругу акумулятора, а коли заряджається акумулятор, то напруга зарядки. Як головка застосований мікроамперметр М24 з електромагнітною системою. R17 шунтує головку в режимі вимірювання струму, а R18 служить дільником при вимірі напруги.
Схема автоматичного вимкнення ЗУ
при повній зарядці акумулятора
Для живлення операційного підсилювача та створення опорної напруги застосовано мікросхему стабілізатора DA1 типу 142ЕН8Г на 9В. Мікросхема обрана не випадково. При зміні температури корпусу мікросхеми на 10º, вихідна напруга змінюється лише на соті частки вольта.
Система автоматичного відключення зарядки при досягненні напруги 15,6 виконана на половинці мікросхеми А1.1. Висновок 4 мікросхеми підключений до дільника напруги R7, R8 з якого на нього подається опорна напруга 4,5 В. Висновок 4 мікросхеми підключений до іншого дільника на резисторах R4-R6, резистор R5 підлаштування для встановлення порога спрацьовування автомата. Величиною резистора R9 визначається поріг включення зарядного пристрою 12,54 В. Завдяки застосуванню діода VD7 і резистора R9, забезпечується необхідний гістерезис між напругою включення та відключення заряду акумулятора.
Працює схема в такий спосіб. При підключенні до зарядного пристрою автомобільного акумулятора, напруга на клемах якого менше 16,5 В, на виведенні 2 мікросхеми А1.1 встановлюється достатня напруга для відкривання транзистора VT1, транзистор відкривається і реле P1 спрацьовує, підключаючи контактами К1.1 до електромережі первинну обмотку трансформатора та починається зарядка акумулятора.
Як тільки напруга заряду досягне 16,5, напруга на виході А1.1 зменшиться до величини, недостатньої для підтримки транзистора VT1 у відкритому стані. Реле відключиться і контакти К1.1 підключать трансформатор через конденсатор чергового режиму С4, при якому струм заряду дорівнюватиме 0,5 А. У такому стані схема зарядного пристрою перебуватиме, поки напруга на акумуляторі не зменшиться до 12,54 В. Як тільки напруга встановиться рівним 12,54, знову включиться реле і зарядка піде заданим струмом. Передбачена можливість у разі потреби перемикачем S2 відключити систему автоматичного регулювання.
Таким чином, система автоматичного стеження за зарядкою акумулятора виключить можливість перезарядження акумулятора. Акумулятор можна залишити підключеним до зарядного пристрою хоч на цілий рік. Такий режим актуальний для автолюбителів, які їздять лише влітку. Після закінчення сезону автопробігу можна підключити акумулятор до зарядного пристрою та вимкнути лише навесні. Навіть якщо в електромережі пропаде напруга, за його появи зарядний пристрій продовжить заряджати акумулятор у штатному режимі
Принцип роботи схеми автоматичного відключення зарядного пристрою у разі перевищення напруги через відсутність навантаження, зібраного на другій половинці операційного підсилювача А1.2, такий же. Тільки поріг повного відключення зарядного пристрою від мережі живлення обраний 19 В. Якщо напруга зарядки менше 19 В, на виході 8 мікросхеми А1.2 напруга достатня, для утримання транзистора VT2 у відкритому стані, при якому на реле P2 подано напругу. Як тільки напруга зарядки перевищить 19, транзистор закриється, реле відпустить контакти К2.1 і подача напруги на зарядний пристрій повністю припиниться. Як тільки буде підключено акумулятор, він запитає схему автоматики, і зарядний пристрій відразу повернеться до робочого стану.
Конструкція автоматичного зарядного пристрою
Всі деталі зарядного пристрою розміщені в корпусі міліамперметра В3-38, з якого видалено весь вміст, крім стрілочного приладу. Монтаж елементів, крім схеми автоматики, виконаний навісним способом.
Конструкція корпусу міліамперметра являє собою дві прямокутні рамки, з'єднані чотирма куточками. У куточках з рівним кроком зроблено отвори, до яких зручно кріпити деталі.
Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. На цій пластині встановлено С1. На фото вигляд зарядного пристрою знизу.
До верхніх куточків корпусу закріплена також пластина зі склотекстоліту товщиною 2 мм, а до неї гвинтами конденсатори С4-С9 та реле Р1 та Р2. До цих куточків також прикручено друковану плату, на якій спаяно схему автоматичного керування зарядкою акумулятора. Реально кількість конденсаторів не шість, як за схемою, а 14, так як для отримання потрібного конденсатора номіналу доводилося з'єднувати їх паралельно. Конденсатори та реле підключені до іншої схеми зарядного пристрою через роз'єм (на фото вище блакитний), що полегшило доступ до інших елементів під час монтажу.
На зовнішній стороні задньої стінки встановлений ребристий радіатор алюмінієвий для охолодження силових діодів VD2-VD5. Тут також встановлений запобіжник Пр1 на 1 А і вилка, (взята від блоку живлення комп'ютера) для подачі напруги живлення.
Силові діоди зарядного пристрою закріплені за допомогою двох притискних планок до радіатора всередині корпусу. Для цього в задній стінці корпусу зроблено прямокутний отвір. Таке технічне рішення дозволило до мінімуму звести кількість тепла, що виділяється всередині корпусу і економії місця. Висновки діодів і проводи, що підводять, розпаяні на не закріплену планку з фольгованого склотекстоліту.
На фотографії вигляд саморобного зарядного пристрою праворуч. Монтаж електричної схеми виконаний кольоровими проводами, змінної напруги – коричневим, плюсові – червоним, мінусові – проводами синього кольору. Перетин проводів, що йдуть від вторинної обмотки трансформатора до клем для підключення акумулятора, повинен бути не менше 1 мм2.
Шунт амперметра є відрізок високоомного дроту константана довжиною близько сантиметра, кінці якого запаяні в мідні смужки. Довжина дроту шунта підбирається при калібруванні амперметра. Провід я взяв від шунта згорілого стрілочного тестера. Один кінець із мідних смужок припаяний безпосередньо до вихідної клеми плюса, до другої смужки припаяний товстий провідник, що йде від контактів реле Р3. На стрілочний пристрій від шунта йдуть жовтий і червоний провід.
Друкована плата блоку автоматики зарядного пристрою
Схема автоматичного регулювання та захисту від неправильного підключення акумулятора до зарядного пристрою спаяна на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту.
На фото представлений зовнішній вигляд зібраної схеми. Малюнок друкованої плати схеми автоматичного регулювання та захисту простий, отвори виконані з кроком 2,5 мм.
На фотографії вище вигляд друкованої плати з боку установки деталей з нанесеним червоним кольором маркуванням деталей. Таке креслення зручне при складанні друкованої плати.
Креслення друкованої плати вище стане в нагоді при її виготовленні за допомогою технології із застосуванням лазерного принтера.
А це креслення друкованої плати стане в нагоді при нанесенні струмоведучих доріжок друкованої плати ручним способом.
Шкала стрілочного приладу мілівольтметра В3-38 не підходила під необхідні вимірювання, довелося накреслити на комп'ютері свій варіант, надрукував на щільному білому папері і клеєм момент приклеїв зверху на штатну шкалу.
Завдяки більшому розміру шкали та калібрування приладу в зоні вимірювання, точність відліку напруги вийшла 0,2 Ст.
Провід для підключення АЗУ до клем акумулятора та мережі
На дроти для підключення автомобільного акумулятора до зарядного пристрою з одного боку встановлені затискачі типу крокодил, з іншого боку - розрізні наконечники. Для підключення плюсового виведення акумулятора вибрано червоний провід, для підключення мінусового – синій. Перетин проводів для підключення до пристрою акумулятора повинен бути не менше 1 мм2.
До електричної мережі зарядний пристрій підключається за допомогою універсального шнура з вилкою та розеткою, як застосовується для підключення комп'ютерів, оргтехніки та інших електроприладів.
Про деталі зарядного пристрою
Силовий трансформатор Т1 застосований типу ТН61-220, вторинні обмотки якого послідовно з'єднані, як показано на схемі. Так як ККД зарядного пристрою не менше 0,8 і струм заряду зазвичай не перевищує 6 А, підійде будь-який трансформатор потужністю 150 ват. Вторинна обмотка трансформатора повинна забезпечити напругу 18-20 В при струмі навантаження до 8 А. Якщо немає готового трансформатора, можна взяти будь-який відповідний за потужністю і перемотати вторинну обмотку. Розрахувати число витків вторинної обмотки трансформатора можна за допомогою спеціального калькулятора.
Конденсатори С4-С9 типу МБГЧ на напругу не менше 350 В. Можна використовувати будь-які конденсатори типу, розраховані на роботу в ланцюгах змінного струму.
Діоди VD2-VD5 підійдуть будь-якого типу, розраховані на струм 10 А. VD7, VD11 – будь-які імпульсні крем'яні. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 і VD13 будь-які, що витримують струм 1 А. Світлодіод VD1 – будь-який, VD9 я застосував типу КИПД29. Відмінна риса цього світлодіода, що він змінює колір свічення при зміні полярності підключення. Для його перемикання використано контакти К1.2 реле Р1. Коли заряджається основним струмом, світлодіод світить жовтим світлом, а при перемиканні в режим підзарядки акумулятора – зеленим. Замість бінарного світлодіода можна встановити будь-які два одноколірні, підключивши їх за нижче наведеною схемою.
Як операційний підсилювач обраний КР1005УД1, аналог зарубіжного AN6551. Такі підсилювачі застосовували у блоці звуку та відео у відеомагнітофоні ВМ-12. Підсилювач хороший тим, що не вимагає двох полярного живлення, ланцюгів корекції і зберігає працездатність при напрузі живлення від 5 до 12 В. Замінити його можна практично будь-яким аналогічним. Добре підійдуть для заміни мікросхеми, наприклад, LM358, LM258, LM158, але нумерація висновків у них інша, і потрібно внести зміни в малюнок друкованої плати.
Реле Р1 і Р2 будь-які на напругу 9-12 і контактами, розрахованими на комутований струм 1 А. Р3 на напругу 9-12 В і струм комутації 10 А, наприклад РП-21-003. Якщо в реле кілька контактних груп, їх бажано запаяти паралельно.
Перемикач S1 будь-якого типу, розрахований на роботу при напрузі 250 В і має достатню кількість контактів, що комутують. Якщо не потрібен крок регулювання струму в 1 А, можна поставити кілька тумблерів і встановлювати струм заряду, припустимо, 5 А і 8 А. Якщо заряджати тільки автомобільні акумулятори, то таке рішення цілком виправдане. Перемикач S2 служить для вимкнення системи контролю рівня заряджання. У разі заряду акумулятора великим струмом можливе спрацювання системи раніше, ніж акумулятор повністю зарядиться. У такому випадку систему можна вимкнути та продовжити заряджання в ручному режимі.
Електромагнітна головка для вимірювача струму та напруги підійде будь-яка, зі струмом повного відхилення 100 мкА, наприклад типу М24. Якщо немає необхідності вимірювати напругу, а тільки струм, можна встановити готовий амперметр, розрахований на максимальний постійний струм вимірювання 10 А, а напругу контролювати зовнішнім стрілочним тестером або мультиметром, підключивши їх до контактів акумулятора.
Налаштування блоку автоматичного регулювання та захисту АЗУ
При безпомилковому збиранні плати та справності всіх радіоелементів, схема запрацює відразу. Залишиться лише встановити поріг напруги резистором R5, при досягненні якого заряджання акумулятора буде переведено в режим заряджання малим струмом.
Регулювання можна виконувати безпосередньо під час заряджання акумулятора. Але все ж краще підстрахуватися і перед встановленням в корпус, схему автоматичного регулювання та захисту АЗУ перевірити і налаштувати. Для цього знадобиться блок живлення постійного струму, який має можливість регулювати вихідну напругу в межах від 10 до 20 В, розрахованого на вихідний струм величиною 0,5-1 А. З вимірювальних приладів знадобиться будь-який вольтметр, стрілочний тестер або мультиметр, розрахований на вимірювання постійного струму. напруги, з межею виміру від 0 до 20 В.
Перевірка стабілізатора напруги
Після монтажу всіх деталей на друковану плату потрібно подати від блока живлення напругу живлення величиною 12-15 В на загальний провід (мінус) і виведення 17 мікросхеми DA1 (плюс). Змінюючи напругу на виході блоку живлення від 12 до 20 В, потрібно за допомогою вольтметра переконатися, що величина напруги на виході мікросхеми 2 стабілізатора напруги DA1 дорівнює 9 В. Якщо напруга відрізняється або змінюється, то DA1 несправна.
Мікросхеми серії К142ЕН та аналоги мають захист від короткого замикання по виходу і якщо закоротити її вихід на загальний провід, то мікросхема увійде в режим захисту і не вийде з ладу. Якщо перевірка показала, що напруга на виході мікросхеми дорівнює 0, це не завжди означає про її несправність. Цілком можливо наявність КЗ між доріжками друкованої плати або несправний один із радіоелементів решти схеми. Для перевірки мікросхеми достатньо від'єднати від плати її виведення 2 і якщо на ньому з'явиться 9, значить, мікросхема справна, і необхідно знайти і усунути КЗ.
Перевірка системи захисту від перенапруги
Опис принципу роботи схеми вирішив почати з простішої частини схеми, до якої не пред'являються строгі норми з напруги спрацьовування.
Функцію відключення АЗУ від електромережі у разі від'єднання акумулятора виконує частину схеми, зібрана на операційному диференціальному підсилювачі А1.2 (далі ОУ).
Принцип роботи операційного диференціального підсилювача
Без знання принципу роботи ОУ розібратися у роботі схеми складно, тому наведу короткий опис. ОУ має два входи та один вихід. Один із входів, що позначається на схемі знаком «+», називається не інвертуючим, а другий вхід, який позначається знаком «-» або кружком, називається інвертуючим. Слово диференціальний ОУ означає, що напруга на виході підсилювача залежить від різниці напруги на його входах. У цьому схемі операційний підсилювач включений без зворотний зв'язок, як компаратора – порівняння вхідних напруг.
Таким чином, якщо напруга на одному з входів буде незмінною, а на другому зміняться, то в момент переходу через точку рівності напруги на входах, напруга на виході підсилювача стрибкоподібно зміниться.
Перевірка схеми захисту від перенапруги
Повернемося до схеми. Не інвертуючий вхід підсилювача А1.2 (висновок 6) підключений до дільника напруги, зібраного на резисторах R13 та R14. Цей дільник підключений до стабілізованої напруги 9 і тому напруга в точці з'єднання резисторів, ніколи не змінюється і становить 6,75 В. Другий вхід ОУ (висновок 7) підключений до другого дільника напруги, зібраному на резисторах R11 і R12. Цей дільник напруги підключений до шини, якою йде зарядний струм, і напруга на ньому змінюється в залежності від величини струму та ступеня заряду акумулятора. Тому і величина напруги на виведенні 7 теж буде відповідно зміняться. Опір дільника підібрані таким чином, що при зміні напруги зарядки акумулятора від 9 до 19 напруга на виведенні 7 буде менше, ніж на виведенні 6 і напруга на виході ОУ (висновок 8) буде більше 0,8 В і близько до напруги живлення ОУ. Транзистор буде відкритий, на обмотку реле Р2 надходитиме напруга і воно замкне контакти К2.1. Напруга на виході також закриє діод VD11 і резистор R15 у роботі схеми не братиме участі.
Як тільки напруга зарядки перевищить 19 В (це може трапитися тільки у випадку, якщо від виходу АЗУ буде відключений акумулятор), напруга на виведенні 7 стане більшою, ніж на виведенні 6. У цьому випадку на виході ОУ напруга стрибкоподібно зменшиться до нуля. Транзистор закриється, реле знеструмиться і контакти К2.1 розімкнуться. Подача напруги живлення на ОЗУ буде припинена. У момент, коли напруга на виході ОУ дорівнюватиме нулю, відкриється діод VD11 і, таким чином, паралельно до R14 дільника підключиться R15. Напруга на 6 виведення миттєво зменшиться, що виключить помилкові спрацьовування в момент рівності напруги на входах ОУ через пульсації і перешкод. Змінюючи величину R15, можна змінювати гістерезис компаратора, тобто напруга, при якому схема повернеться у вихідний стан.
При підключенні акумулятора до ОЗУ напруги на виведенні 6 знову встановиться рівним 6,75, а на виведенні 7 буде менше і схема почне працювати в штатному режимі.
Для перевірки роботи схеми достатньо змінювати напругу на блоці живлення від 12 до 20 і підключивши вольтметр замість реле Р2 спостерігати його показання. При напрузі менше 19, вольтметр повинен показувати напругу, величиною 17-18 (частина напруги впаде на транзисторі), а при більшому - нуль. Бажано все ж таки підключити до схеми обмотку реле, тоді буде перевірена не тільки робота схеми, але і його працездатність, а по клацанням реле можна буде контролювати роботу автоматики без вольтметра.
Якщо схема не працює, потрібно перевірити напруги на входах 6 і 7, виході ОУ. При відмінності напруги від зазначених вище, потрібно перевірити номінали резисторів відповідних дільників. Якщо резистори дільників та діод VD11 справні, то, отже, несправний ОУ.
Для перевірки ланцюга R15, D11 достатньо відключити одні з висновків цих елементів, схема буде працювати, тільки без гістерезису, тобто включатися і відключатися при одному і тому ж напругі, що подається з блоку живлення. Транзистор VT12 легко перевірити, від'єднавши один із висновків R16 і контролюючи напругу на виході ОУ. Якщо виході ОУ напруга змінюється правильно, а реле постійно включено, отже, має місце пробою між колектором і емітером транзистора.
Перевірка схеми вимкнення акумулятора при повній його зарядці
Принцип роботи ОУ А1.1 нічим не відрізняється від роботи А1.2, за винятком можливості змінювати поріг вимкнення напруги за допомогою підстроювального резистора R5.
Для перевірки роботи А1.1, напруга живлення, подана з блоку живлення плавно збільшується і зменшується в межах 12-18 В. При досягненні напруги 15,6 В повинно відключитися реле Р1 і контактами К1.1 переключити АЗУ в режим зарядки малим струмом через конденсатор С4. При зниженні рівня напруги нижче 12,54 В реле повинно включитися та переключити АЗУ в режим заряджання струмом заданої величини.
Напруга порогу включення 12,54 можна регулювати зміною номіналу резистора R9, але в цьому немає необхідності.
За допомогою перемикача S2 можна відключати автоматичний режим роботи, включивши реле Р1 безпосередньо.
Схема зарядного пристрою на конденсаторах
без автоматичного відключення
Для тих, хто не має достатнього досвіду зі складання електронних схем або не потребує автоматичного відключення ЗУ після закінчення зарядки акумулятора, пропоную спрощений варіант схеми пристрою для заряджання автомобільних кислотних акумуляторів. Відмінна особливість схеми в її простоті для повторення, надійності, високому ККД та стабільним струмом заряду, наявність захисту від неправильного підключення акумулятора, автоматичне продовження зарядки у разі зникнення напруги живлення.
Принцип стабілізації зарядного струму залишився незмінним та забезпечується включенням послідовно з мережевим трансформатором блоку конденсаторів С1-С6. Для захисту від перенапруги на вхідній обмотці та конденсаторах використовується одна з пар нормально розімкнених контактів реле Р1.
Коли акумулятор не підключений, контакти реле Р1 К1.1 і К1.2 розімкнені і навіть якщо зарядний пристрій підключений до мережі живлення струм не надходить на схему. Те саме відбувається, якщо помилково підключити акумулятор за полярністю. При правильному підключенні акумулятора струм надходить через діод VD8 на обмотку реле Р1, реле спрацьовує і замикаються його контакти К1.1 і К1.2. Через замкнуті контакти К1.1 мережна напруга надходить на зарядний пристрій, а через К1.2 на акумулятор надходить зарядний струм.
На перший погляд здається, що контакти реле К1.2 не потрібні, але якщо їх не буде, то при помилковому підключенні акумулятора струм потіче з плюсового виведення акумулятора через мінусову клему ЗУ, далі через діодний міст і далі безпосередньо на мінусовий вивід акумулятора та діоди мосту ЗУ вийдуть з ладу
Запропонована проста схема для заряджання акумуляторів легко адаптується для заряджання акумуляторів на напругу 6 або 24 В. Достатньо замінити реле Р1 на відповідну напругу. Для зарядки 24 вольтових акумуляторів необхідно забезпечити вихідну напругу з вторинної обмотки Т1 трансформатора не менше 36 В.
При бажанні схему простого зарядного пристрою можна доповнити приладом індикації зарядного струму та напруги, увімкнувши його як у схемі автоматичного зарядного пристрою.
Порядок заряджання автомобільного акумулятора
автоматичним саморобним ЗУ
Перед зарядкою знятий з автомобіля акумулятор необхідно очистити від бруду і протерти його поверхні для видалення кислотних залишків водним розчином соди. Якщо кислота лежить на поверхні, то водний розчин соди піниться.
Якщо акумулятор має пробки для заливки кислоти, то всі пробки потрібно викрутити, для того, щоб гази, що утворюються при зарядці в акумуляторі, могли вільно виходити. Обов'язково потрібно перевірити рівень електроліту, і якщо він менший за необхідний, долити дистильованої води.
Далі потрібно перемикачем S1 на зарядному пристрої виставити величину струму заряду і підключити акумулятор дотримуючись полярності (плюсовий висновок акумулятора потрібно приєднати до плюсового виведення зарядного пристрою) до його клем. Якщо перемикач S3 знаходиться в нижньому положенні, то стрілка приладу на зарядному пристрої відразу покаже напругу, яку видає акумулятор. Залишилося вставити штепсельну вилку в розетку і процес зарядки акумулятора почнеться. Вольтметр вже почне показувати напругу заряджання.
Довга експлуатація автомобіля призводить до того, що генератор перестає заряджати батарею. Як результат, автомобіль більше не заводиться. Щоб оживити машину, потрібно зарядний пристрій. До того ж кислотно-свинцеві акумулятори мають підвищену чутливість до температур. Тому з їхньою роботою можуть виникнути проблеми, якщо за вікном мінусова температура.
Зарядний пристрій для автомобіля не відрізняється особливою технічною складністю. Щоб зібрати його не потрібно мати якихось вузькоспеціалізованих знань, достатньо посидючості та кмітливості. Звичайно, знадобляться певні деталі, але їх легко можна придбати на радіоринку практично за безцінь.
Різновиди зарядних пристроїв для автомобілів
Наука не стоїть дома. Технології розвиваються з неймовірною швидкістю, не дивно, що зарядні трансформаторні пристрої поступово зникають з ринку, а їм на заміну приходять імпульсні та автоматичні ЗУ.
Імпульсний зарядний пристрій має компактні розміри. Його просто використовувати, і на відміну від трансформаторного типу, апарати даного класу забезпечують повний заряд батареї.. Процес зарядки проходить у два етапи: спочатку при постійній напрузі, потім при струмі. Конструкція складається із однотипних схем.
Автоматичний зарядний пристрій для автомобіля відрізняється надзвичайною простотою в експлуатації. За фактом, це багатофункціональний діагностичний центр, який зібрати самостійно вкрай непросто.
Просунуті пристрої цього класу повідомлять вас сигналом при неправильному підключенні полюсів. Мало того, подача електроенергії навіть не розпочнеться. Не можна залишити без уваги діагностичні функції апарату. Він здатний виміряти ємність акумулятора та навіть рівень заряду.
У електричних схемах є таймер.Тому автоматичний зарядний пристрій дозволяє проводити зарядку різних видів:
- повну,
- швидку,
- відновлювальну.
Як тільки автоматичний зарядний пристрій для автомобіля закінчить зарядку, пролунає звуковий сигнал, і подача струму автоматично припиниться.
Три способи зробити зарядний пристрій для автомобіля своїми руками
Як зробити зарядку з комп'ютерного блоку
Старі комп'ютери не рідкість. Хтось залишає їх із почуття ностальгії, інші розраховують десь застосувати справні комплектуючі. Якщо ж у вас вдома немає старого стаціонарного комп'ютера, то нічого страшного. Був у вжитку блок живлення можна придбати за 200-300 рублів.
Блоки живлення від стаціонарних комп'ютерів ідеально підходять для створення зарядних пристроїв. Як контролер тут використовується мікросхема TL494 або аналогічна їй KA7500.
Потужність блоку живлення для зарядного пристрою повинна бути від 150 Вт та вище. Всі дроти з джерел -5, -12, +5, +12 випаюються. Теж робиться з резистором R1. Його потрібно замінити на підстроювальний резистор. При цьому значення останнього має бути 27 Ом.
Схема роботи зарядного пристрою для автомобіля із блока живлення вкрай проста. Напруга з шини з розміткою +12 В передається на верхній висновок. При цьому висновки 14 і 15 просто перерізаються через свою непотрібність.
Важливо! Єдиний висновок, який потрібно залишити це шістнадцятий. Він примикає до основного дроту. Але при цьому його потрібно вимкнути.
На задній стінці блока живлення необхідно встановити потенціометр-регулятор R10. Також необхідно пропустити два шнури: один для підключення клем, інший мережевий. Додатково необхідно підготувати блок резисторів. Він дозволить здійснювати регулювання.
Щоб виготовити вищеописаний блок знадобляться два струмовимірювальні резистори. Найкраще використовувати 5W8R2J. Потужності 5 Вт цілком достатньо. Опір блоку дорівнюватиме 0,1 Ом, а сумарна потужність 10 Вт.
Для налаштування знадобиться підстроювальний резистор. Він кріпиться на ту саму плату. Попередньо видаляється частина друкарської доріжки. Це виключить можливість зв'язку корпусу та основного ланцюга, а також значно підвищить безпеку зарядного пристрою для автомобіля.
Перед тим як паяти висновки 1, 14-16, їх потрібно попередньо заблукати.Багатожильні тонкі дроти підпаюються. Повний заряд визначається напругою холостого ходу. Стандартний інтервал становить 13,8-14,2 Ст.
Повний заряд виставляється змінним резистором. Важливо, щоб потенціометр R10 знаходився при цьому в середньому положенні. Для підключення виведення до клем на кінці встановлюються спеціальні затискачі. Найкраще використовувати тип «крокодил».
Ізоляційні трубки затискачів повинні бути виконані у різних кольорах. Традиційно червоний – плюс, синій – мінус. Але ви можете вибрати будь-які кольори, що подобаються. Це не принципово.
Важливо! Якщо ви переплутаєте дроти, це призведе до псування приладу.
Щоб заощадити час і гроші при складанні зарядного пристрою для автомобіля, можна виключити з конструкції вольт- і амперметр. Початковий струм можна встановити за допомогою потенціометра R10. Рекомендоване значення 5,5 та 6,5 А.
Зарядний пристрій із адаптера
Найкращим варіантом для створення зарядного пристрою для автомобіля буде 12-вольтний адаптер. Але при виборі напруги ви насамперед повинні враховувати параметри акумулятора.
Провід адаптера потрібно обрізати у кінця і оголити. Приблизно 5-7 сантиметрів для комфортної роботи буде достатньо. Провід з різноіменними зарядами потрібно укласти на відстані 40 сантиметрів один від одного. На кінець кожного одягається «крокодил».
Затискачі у послідовному порядку підключаються до АКБ. Плюс до плюса, мінус до мінуса. Після цього все, що потрібно зробити, - це включити адаптер. Це одна із найпростіших схем створення зарядного пристрою для автомобіля своїми руками.
Важливо! Під час заряджання слід стежити, щоб акумулятор не перегрівся. Якщо це відбудеться процес потрібно негайно перервати, щоб уникнути псування АКБ.
Весь геніальний просто або зарядний пристрій для автомобіля з лампочки та діода
Все, що вам потрібно для створення цього зарядного пристрою, можна знайти вдома. Головним елементом конструкції буде звичайна лампочка. При цьому її потужність не повинна бути вищою за 200 Вт.
Важливо! Чим більша потужність, тим швидше буде заряджатися акумулятор.
При зарядці необхідно дотримуватись певної обережності. Не варто заряджати 200-ватною лампочкою акумулятор малої ємності. Швидше за все це призведе до того, що він просто закипить. Існує проста формула розрахунку, яка допоможе вам вибрати оптимальну потужність лампочки для вашого АКБ.
Також знадобиться напівпровідниковий діод, який проводитиме електрику лише в одному напрямку. Його можна зробити із звичайної зарядки від ноутбука. Фінальним елементом конструкції буде провід із клемами та штекер.
Дуже важливо при створенні зарядного пристрою для автомобіля дотримуватися правил безпеки. По-перше, завжди вимикайте схему з мережі перед тим, як торкнутися одного з елементів рукою. По-друге, всі контакти мають бути ретельно ізольовані. Голих проводів не повинно бути.
При складанні схеми всі елементи послідовно підключаються: лампа, діод, акумулятор. Важливо знати полярність діода, щоб правильно підключити. Для більшої безпеки використовуйте гумові рукавички.
Під час складання схеми зверніть увагу на діод. На ньому зазвичай є стрілочка, яка дивиться на плюс. Так як він пропускає електрику тільки в один бік, це дуже важливо. Для перевірки полярності клем можна використовувати тестер.
Якщо все налаштувати та підключити правильно, лампочка горітиме в полканалу. Якщо ж світла немає, ви зробили щось неправильно або акумулятор повністю розряджений.
Сам процес зарядки займає близько 6-8 годин.Після цього проміжку часу зарядний пристрій для автомобіля потрібно відключити від мережі, щоб уникнути перегріву АКБ.
Якщо вам терміново потрібно зарядити акумулятор, процес можна прискорити. Головне, щоб діод був досить сильним. Також знадобиться обігрівач. Всі елементи з'єднуються в один ланцюг. ККД подібного методу зарядки всього 1%, але швидкість у рази вища.
Підсумки
Найпростіший зарядний пристрій для автомобіля можна зібрати своїми руками за кілька годин. При цьому набір потрібних матеріалів можна знайти у кожному будинку. Більш складні пристрої вимагають більше часу на своє створення, але вони мають підвищену надійність і хороший рівень безпеки.
Автовласники часто стикаються з проблемою розряду акумулятора. Якщо це відбувається далеко від СТО, автомагазинів та АЗС, можна з доступних деталей самостійно виготовити пристрій заряду акумуляторної батареї. Розглянемо, як зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками, маючи мінімальні знання електромонтажних робіт.
Такий пристрій краще використовувати лише в критичних ситуаціях. Однак, якщо ви знайомі з електротехнікою, правилами електро- та пожежної безпеки, маєте навички електровимірювань та монтажних робіт, саморобний зарядний пристрій цілком може замінити заводський блок.
Причини та ознаки розряду АКБ
У процесі експлуатації акумуляторної батареї під час роботи двигуна йде постійний підзаряд АКБ від генератора автомобіля. Перевірити процес заряду можна, підключивши до клем акумулятора мультиметр під час заведеного двигуна, вимірюючи напругу зарядки автомобільного акумулятора. Заряд вважається нормальним, якщо напруга на клемах становить від 13,5 до 14,5 Вольт.
Для повного заряду потрібно проїхати на авто щонайменше 30 кілометрів або приблизно півгодини у міському ритмі руху.
Напруга нормально зарядженого акумулятора під час стоянки має бути не менше 12,5 Вольта. У випадку, якщо напруга менше 11,5 Вольта, двигун авто може не запуститися під час старту. Причини розряду акумулятора:
- АКБ має значний знос ( більше 5-ти років експлуатації);
- неправильна експлуатація акумулятора, що призводить до сульфатації пластин;
- тривала стоянка транспортного засобу, особливо у холодну пору року;
- міський ритм руху авто з частими зупинками, коли АКБ не встигає достатньо зарядитись;
- невимкнені електроприлади автомобіля під час стоянки;
- пошкодження електропроводки та обладнання автомобіля;
- витоку по електроланцюжках.
Багато автовласників у комплекті бортового інструменту не мають засобів для вимірювання напруги АКБ ( вольтметр, мультиметр, пробник, сканер). У такому разі можна керуватися непрямими ознаками розряду АКБ:
- тьмяне свічення лампочок на панелі приладу при включенні запалювання;
- відсутність обертання стартера під час запуску двигуна;
- гучні клацання в районі стартера, згасання лампочок на панелі при запуску;
- повна відсутність реакції автомобіля на включення запалювання.
З появою перелічених ознак насамперед необхідно перевірити клеми АКБ, за необхідності їх почистити і піджати. У холодну пору року можна спробувати занести акумуляторну батарею на тепле приміщення і його прогріти на деякий час.
Можна спробувати "прикурити" авто від іншого автомобіля. Якщо ці методи не допомагають або неможливі, доводиться користуватися зарядним пристроєм.
Універсальний зарядний пристрій своїми руками. Відео:
Принцип дії
Більшість пристроїв заряджають АКБ постійними чи імпульсними струмами. Скільки ампер потрібно зарядити автомобільний акумулятор? Струм заряду вибирають рівним однієї десятої від ємності акумуляторної батареї. При ємності 100 А*год струм зарядки автомобільного акумулятора буде 10 Ампер. АКБ доведеться заряджати близько 10 години до повного заряду.
Заряджання акумулятора авто великими струмами може призвести до процесу сульфатації. Щоб цього уникнути, краще проводити заряд АКБ малими струмами, але триваліший час.
Імпульсні пристрої значно зменшують ефект сульфатації. Деякі імпульсні зарядні пристрої мають режим десульфатації, що дозволяє відновлювати працездатність АКБ. Він полягає в послідовному заряді-розряді імпульсними струмами за спеціальним алгоритмом.
Заряджаючи акумулятор, не можна перезарядити. Він може призвести до закипання електроліту, сульфатації пластин. Необхідно, щоб пристрій мав власну систему контролю, вимірювання параметрів та аварійного відключення.
Починаючи з 2000-х, на автомобілі стали встановлювати спеціальні типи акумуляторних батарей: AGM і гелеві. Заряджання акумулятора таких типів відрізняється від звичайного режиму.
Як правило, він є триетапним. До певного рівня заряд іде великим струмом. Потім струм зменшується. Остаточний заряд відбувається ще меншими імпульсними струмами.
Заряджання автомобільного акумулятора в домашніх умовах
Часто у водійській практиці виникає ситуація, коли поставивши машину біля будинку ввечері, вранці виявляється, що АКБ розряджений. Що можна зробити в такій ситуації, коли під рукою немає паяльника, ніяких деталей, а треба завестися?
Зазвичай, на акумуляторі залишилася невелика ємність, його просто необхідно трохи «підтягнути», щоб заряду вистачило для запуску двигуна. У цьому випадку може допомогти блок живлення від якоїсь побутової або оргтехніки, наприклад, ноутбука.
Заряджання від блока живлення ноутбука
Напруга, яка виробляє блок живлення ноутбука зазвичай 19 Вольт, струм до 10 Ампер. Цього вистачає, щоб зарядити АКБ. Але безпосередньо підключати блок живлення до акумулятора НЕ МОЖНА. Необхідно послідовно в ланцюг заряду включити опір, що обмежує. Як нього можна взяти автомобільну електролампочку, краще для освітлення салону. Її можна придбати на найближчій автозаправці.
Зазвичай середній контакт роз'єму позитивний. До нього підключається лампочка. До другого висновку лампочки підключається + АКБ.
Негативна клема підключається до негативного виведення блоку живлення. На блоці живлення зазвичай є шильдочка, що показує полярність гнізда. Пари годинника зарядки таким методом достатньо, щоб запустити двигун.
Схема простого зарядного пристрою автомобільного акумулятора.
Заряд від побутової мережі
Більше екстремальний метод зарядки – безпосередньо від побутової мережі. Його застосовують лише у критичній ситуації, використовуючи максимальні заходи електробезпеки. Для цього знадобиться освітлювальна лампа ( не енергозберігаюча).
Можна замість неї використати електроплитку. Також необхідно придбати випрямний діод. Такий діод можна "запозичити" з несправної енергозберігаючої лампи. На цей час напруга, що подається в квартиру, краще знеструмити. Схема представлена малюнку.
Струм заряду при потужності лампи 100 Ватт буде приблизно 0,5 А. За ніч АКБ зарядиться всього на кілька ампер-годин, але цього може вистачити для запуску. Якщо з'єднати паралельно три лампи, то АКБ зарядиться втричі більше. Якщо замість лампочки підключити електроплитку ( на найменшій потужності), той час заряду суттєво зменшиться, але це дуже небезпечно. До того ж може пробитися діод, тоді можливе замикання АКБ. Методи заряду від 220 В небезпечні.
Заряджання для автомобільних акумуляторів своїми руками. Відео:
Саморобний зарядний пристрій автомобільного акумулятора
Перед тим як зробити зарядний пристрій автомобільного акумулятора, слід оцінити свій досвід електромонтажних робіт, знання з електротехніки, на підставі цього приступити до вибору схеми зарядного пристрою автомобільного акумулятора.
Можна подивитися в гаражі, можливо є старі пристрої або блоки. Для пристрою підходить блок живлення від старого комп'ютера. У ньому є майже все:
- роз'єм 220 В;
- вимикач живлення;
- електросхема;
- вентилятор охолодження;
- висновки підключення.
Напруги на ньому стандартні: +5, -12 і +12 Вольт. Для заряду АКБ краще використовувати провід +12 Вольт, 2 Ампера. Вихідну напругу необхідно підняти рівня +14,5 – +15,0 Вольт. Зазвичай це вдається зробити, змінивши номінал опору ланцюга зворотного зв'язку ( близько 1 кілоОму).
Обмежуючий опір можна ставити, електронна схема самостійно відрегулює струм заряду не більше 2 Ампер. Неважко підрахувати, що з повного заряду АКБ 50 А*ч потрібно близько доби. Зовнішній вигляд пристрою.
Можна підібрати або купити на блошиному ринку мережевий трансформатор з напругою вторинної обмотки від 15 до 30 Вольт. Такі застосовувалися у старих телевізорах.
Трансформаторні пристрої
Найпростіша схема пристрою із трансформатором.
Її недоліком є необхідність обмеження струму у вихідному ланцюзі та пов'язані з цим великі втрати потужності та нагрівання резисторів. Тому регулювання струму використовують конденсатори.
Теоретично, розрахувавши номінал конденсатора, можна використовувати силовий трансформатор, як показано на схемі.
При покупці конденсаторів слід вибирати відповідний номінал з напругою 400 і більше.
У практиці більшого застосування отримали пристрої з регулюванням струму.
Можна вибрати схеми саморядних імпульсних зарядних пристроїв для автомобільного акумулятора. Вони складніші схемотехнічно, вимагають певних навичок при монтажі. Тому, якщо ви не маєте спеціальних навичок, краще купити заводський блок.
Імпульсні зарядні пристрої
Імпульсні зарядні пристрої мають ряд переваг:
Принцип дії імпульсних пристроїв заснований на перетворенні змінної напруги побутової електромережі на постійне за допомогою діодної збірки VD8. Потім постійна напруга перетворюється на імпульси високої частоти та амплітуди. Імпульсний трансформатор Т1 знову перетворює сигнал на постійну напругу, яке заряджає акумулятор.
Оскільки зворотне перетворення ведеться високої частоті, то габарити трансформатора значно менше. Зворотний зв'язок, необхідний контролю параметрів заряду, забезпечується оптроном U1.
Незважаючи на складність пристрою, при правильному складанні блок починає працювати без додаткового регулювання. Такий пристрій забезпечує струм заряду до 10 ампер.
При заряді АКБ за допомогою саморобного пристрою необхідно:
- будову та АКБ розташовувати на токонепровідній поверхні;
- дотримуватись вимог електробезпеки ( застосовувати рукавички, гумовий килимок, інструмент з електроізоляційним покриттям);
- не залишати надовго увімкнений зарядний пристрій без контролю, стежити за напругою і температурою АКБ, зарядним струмом.
Зараз немає сенсу збирати самостійно зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів: у магазинах величезний вибір готових пристроїв, ціни на них є прийнятними. Однак не забуватимемо про те, що приємно щось зробити корисне своїми руками, тим більше що простий зарядний пристрій для автомобільного акумулятора цілком можна зібрати з підручних деталей, і ціна його буде копійчаною.
Єдине, про що відразу варто попередити: схеми без точного регулювання струму та напруги на виході, які не мають відсічення струму після закінчення заряду, придатні для заряджання тільки свинцево-кислотних акумуляторів. Для AGM та використання подібних зарядок призводить до пошкодження акумулятора!
Як зробити найпростіший трансформаторний пристрій
Схема цього зарядного пристрою з трансформатора є примітивною, але працездатною і збирається з доступних деталей – таким же чином сконструйовано і заводські зарядні пристрої найпростішого типу.
За своєю суттю – це двонапівперіодний випрямляч, звідси й вимоги до трансформатора: оскільки на виході таких випрямлячів напруга дорівнює номінальній напрузі змінного струму, помноженому на корінь з двох, то при 10В на обмотці трансформатора ми отримаємо 14,1 на виході зарядного пристрою. Діодний міст береться будь-який з прямим струмом більше 5 ампер або зібрати його з чотирьох окремих діодів, з тими ж вимогами до струму підбирається вимірювальний амперметр. Головне – розмістити його на радіаторі, який у найпростішому випадку є алюмінієвою пластиною не менше 25 см2 площею.
Примітивність такого пристрою – не тільки мінус: за рахунок того, що він не має ні регулювання, ні автоматичного відключення, він може використовуватися для «реанімації» сульфатованих акумуляторів. Але не слід забувати і про відсутність захисту від переполюсування в цій схемі.
Головна проблема – де знайти трансформатор відповідної потужності (не менше 60 Вт) та із заданою напругою. Можна використовувати, якщо підвернеться радянський накальний трансформатор. Однак його вихідні обмотки мають напругу 6,3В, тому доведеться з'єднувати дві послідовно, одну з них відмотавши так, щоб у сумі на виході отримати 10В. Підійде недорогий трансформатор ТП207-3, у якого вторинні обмотки з'єднуються так:
Відмотуємо при цьому обмотку між клемами 7-8.
Простий зарядний пристрій з електронним регулюванням
Однак можна обійтися без відмотки, доповнивши схему електронним стабілізатором напруги на виході. До того ж така схема буде зручніша в гаражному застосуванні, оскільки дозволить скоригувати струм заряду при просіданнях напруги живлення, її використовують і для автомобільних акумуляторів невеликої ємності при необхідності.
Роль регулятора виконує складовий транзистор КТ837-КТ814, змінний резистор регулює струм на виході пристрою. При складанні зарядки стабілітрон 1N754A можна замінити на радянський Д814А.
Схема регульованого зарядного пристрою проста для повторення і легко збирається навісним монтажем без необхідності травлення друкованої плати. Однак врахуйте, що польові транзистори розміщуються на радіаторі, нагрівання якого буде відчутним. Зручніше скористатися старим комп'ютерним кулером, підключивши його вентилятор до виходів зарядного пристрою. Резистор R1 повинен мати потужність не менше 5 Вт, його простіше намотати з ніхрому або фехралю самостійно або з'єднати паралельно 10 одноватних резисторів по 10 ом. Його можна і не ставити, але не можна забувати, що він захищає транзистори у разі замикання висновків.
При виборі трансформатора орієнтуйтеся на вихідну напругу 12,6-16В, беріть або накальний трансформатор, з'єднавши послідовно дві обмотки, або підбирайте готову модель з необхідною напругою.
Відео: Найпростіший зарядний пристрій для АКБ
Переробка зарядного пристрою від ноутбука
Однак можна обійтися і без пошуків трансформатора, якщо під руками є непотрібний зарядний пристрій від ноутбука - при простій переробці ми отримаємо компактний і легкий імпульсний блок живлення, здатний заряджати автомобільні акумулятори. Оскільки нам потрібно отримати напругу на виході 14,1-14,3 В, жоден готовий блок живлення не підійде, проте переробка проста.
Подивимося на ділянку типової схеми, за якою зібрані такі пристрої:
У них підтримка стабілізованої напруги здійснює ланцюг з мікросхеми TL431, що управляє оптопарою (на схемі не показана): як тільки напруга на виході перевищує значення, яке задають резистори R13 і R12, мікросхема запалює світлодіод оптопари, повідомляє ШИМ-контролеру перетворювача на трансформатор імпульсів. Важко? Насправді все просто змайструвати своїми руками.
Розкривши зарядний пристрій, знаходимо недалеко від вихідного роз'єму TL431 і два резистори, пов'язані з ніжкою Ref. Зручніше налаштовувати верхнє плече дільника (на схемі – резистор R13): зменшуючи опір, ми зменшуємо напругу на виході зарядного пристрою, збільшуючи – піднімаємо його. Якщо у нас ЗУ на 12 В, нам знадобиться резистор з більшим опором, якщо зарядне на 19 В – з меншим.
Відео: Заряджання для акумуляторів авто. Захист від короткого замикання та переполюсування. Своїми руками
Випаюємо резистор і замість нього встановлюємо підстроювальний, наперед налаштований по мультиметру на той же опір. Потім, підключивши до виходу зарядного пристрою навантаження (лампочку з фари), включаємо в мережу і обертаємо плавно двигун підстроєчника, одночасно контролюючи напругу. Як тільки ми отримаємо напругу в межах 14,1-14,3 В, відключаємо ЗУ з мережі, фіксуємо двигун резистора підлаштування лаком (хоча б для нігтів) і збираємо корпус назад. Це займе не більше часу, ніж ви витратили на читання цієї статті.
Є й складніші схеми стабілізації, причому їх можна зустріти й у китайських блоках. Наприклад, тут оптопарою управляє мікросхема TEA1761:
Однак принцип налаштування той же: змінюється опір резистора, впаяного між плюсовим виходом блоку живлення та 6 ніжкою мікросхеми. На наведеній схемі для цього використані два запаралелених резистори (таким чином отримано опір, що виходить зі стандартного ряду). Нам потрібно так само впаяти замість них підстроєчник і налаштувати вихід на потрібну напругу. Ось приклад однієї з таких плат:
Шляхом продзвонювання можна зрозуміти, що нас цікавить на цій платі одиночний резистор R32 (обведений червоним) – його нам і треба випоювати.
В Інтернеті часто зустрічаються схожі рекомендації, як зробити саморобний зарядний пристрій із комп'ютерного блока живлення. Але враховуйте, що всі вони по суті - передрук старих статей початку двохтисячних, і подібні рекомендації до більш-менш сучасних блоків живлення не застосовуються. У них вже не можна просто підняти напругу 12 В до потрібної величини, так як контролюються й інші напруги на виході, а вони неминуче «спливуть» при такому налаштуванні, і захист блоку живлення спрацює. Можна використовувати зарядні пристрої ноутбуків, що видають єдину напругу на виході, вони набагато зручніші для переробки.
Трансформатор - перетворює напругу живлення мережі 220 Вольт необхідно для нас 12 Вольт або в деяких пристроях до 14,4 Вольта (останнє відповідає напруги живлення електромережі автомобіля при працюючому генераторі)
Діодний міст - це чотири з'єднані між собою діоди які перетворюють змінну електрику на постійну.
Блок управління зарядом -один з найважливіших елементів, який керує струмами заряду. Дозволяє повністю зарядити акумулятор і при цьому не перезарядити його (не дозволяє закипіти електроліту всередині акумулятора)
Регулятори, роз'єми, індикатори та інші органи управління.
Провід та клемидля підключення до акумулятора.
Отже розглянемо один із найдешевших зразків зарядного пристрою – ринкова вартість близько 40 доларів.
Технічні характеристики зарядного пристрою:
Заряджає акумулятори від 10 до 75 ампер годинника.
Є можливість заряджати 6v або 12v акумулятори для автомобіля, мотоцикла, скутера, мопеда і т.д.
(На передній панелі ми візуально можемо знайти спеціальні перемикач між напругою 6 або 12 Вольт акумулятора).
Струм, що подається на акумулятор в кінці заряду зменшується автоматично.
(На передній панелі ми також можемо побачити амперметр, для індикації струму заряду)
Розглянувши зарядний пристрій зсередини, ми можемо знайти такі основні елементи
- трансформатор
- діодний міст
- запобіжник
- перемикач вихідної напруги
- проводи на клеми, що підключаються до акумулятора.
У нашому варіанті блок керування зарядом відсутній.
У принципі ця схема теж має право на життя і працює так.
Принцип роботи зарядного пристрою:
Трансформатор розрахований певний струм заряду - скажімо трохи більше 7,5 Ампер.
При підключенні розрядженого акумулятора максимально допустимої ємності 75 Ампер, трансформатор віддає максимально допустимий струм в 7,5 Ампера що є 1/10 ємності акумулятора.
У міру заряджання акумулятора напруга на його клемах збільшується і струм заряду зменшується (саме тому завдяки законам фізики струм, що подається на акумулятор, в кінці зарядки зменшуватиметься).
На жаль такий зарядний пристрій навряд чи закінчить процес зарядки, і якщо акумулятор у вас несправний і не набирає потрібної ємності - струм заряду не буде зменшуватися.
У сучасному світі все частіше люди схиляються до покупки акумулятора, що не обслуговується. Якщо з ним щось трапляється і він не заряджається - він підлягає заміні.
Зарядний пристрій без блоку управління ніяк не допоможе вам відновити властивості акумулятора, але знову ж таки в наш час цим рідко хтось займається. Більш складні пристрої можуть створювати режим імпульсної зарядки, коли після кожного імпульсу зарядки слід імпульс зарядки. Це дозволяє відновити властивості акумулятора.
Часто в більш розвинених зарядних пристроях також є функція розрядки, так як акумулятор повинен завжди перебувати в режимі повної зарядки і розрядки - це дозволяє зберегти його ємність.
Якщо ви користуєтесь акумуляторами, що не обслуговуються, і вам просто потрібно терміново зарядити акумулятор після довгого простою автомобіля або після холодної ночі - ви можете зробити такий зарядний пристрій самостійно.
1. Трансформатор.
Перше що вам потрібно – це трансформатор з вихідною напругою 12 Вольт – 14 Вольт з товстою вторинною обмоткою, яка зможе забезпечити струм рівний 1/10 ємності вашого акумулятора.
Не варто використовувати трансформатор для калькулятора або плеєра, вони дуже малопотужні. Можливо вам вдасться знайти потужніший трансформатор скажімо від старого телевізора (типу ТС-180-2). Якщо ваш трансформатор не видаєте потрібної напруги, ви можете намотати потрібну вторинку самостійно - товстим мідним дротом кілька витків до досягнення потрібної напруги.
Пам'ятайте, коли ви працюєте з трансформатором, що він підключений до мережі 220 Вольт – будьте дуже обережні (це небезпечно для життя)!
Якщо вам вдалося знайти або виготовити такий трансформатор, далі вам необхідно буде купити діодний місток.
2. Діодний місток
Діодний місток заводського виробництва. Розрахований на великі струми зарядного пристрою
Це досить поширений товар - все що вам потрібно знати це тільки струм на який він повинен бути розрахований. У нашому випадку це так само 7,5 Ампера.
Якщо діодний місток знайти не вдалося, ви можете знайти 4 діоди все за тим же показником і зібрати діодний місток з них.
Далі на виході діодного містка вам потрібно поставити автомобільний запобіжник на той же розрахований струм 7,5 Ампер. Якщо ви випадково замкнете клеми або переплутаєте їх місцями на акумуляторі, у вас згорить запобіжник, а не трансформатор.
3. Амперметр
Для повноти картини, ви можете також встановити амперметр послідовно із запобіжником, щоб відстежувати який струм тече від вашого зарядного пристрою. У той же час ви зможете зрозуміти, в якому стані знаходиться акумулятор на даний момент.
4. Провід та клеми.
Далі йдуть дроти та клеми які можна буде підключати на акумулятор. Тут ви маєте повну свободу дій. Провід найкраще взяти мідні завтовшки не менше 1 мм. Клеми можна взяти або звичайні автомобільні, або крокодили як на заводському варіанті.
Так само перед трансформатором варто поставити запобіжник, скажімо на 220 Вольт 0,5 Ампер, щоб подвійно убезпечити ваш трансформатор з двох сторін, по вхідному і вихідному струму.
Таким чином ви отримаєте прилад, який за декількома дрібними параметрами буде навіть кращим і надійнішим за заводський аналог.
Якщо у вас є бажання зробити прилад ще функціональнішим, ви можете пошукати в інтернеті блоки керування заряду.
Основні переваги блоку керування заряду акумулятора:
- регулює струм заряду - зменшує його до мінімальних величин до повного заряду акумуляторної батареї
- вимкне блок заряджання при досягненні повного заряду акумулятора
- повністю розряджає акумулятор для повного чистого циклу заряджання
- заряджає акумулятор імпульсними струмами, чергує заряд і розряд відновлення ємності.
В умовах нинішнього сум'яття, акумуляторів, що не обслуговуються, із запасом терміну служби в п'ять років - ви навряд чи займатиметеся відновлення акумуляторів.
У будь-якому разі успіхів вам у ваших починаннях!
