Автоматичний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора складається з джерела електроживлення і схем захисту. Зібрати його самостійно можна, володіючи навиками електромонтажних робіт. При складанні використовують як складні електросхеми, так і конструюють простіші варіанти пристрою.
[Приховати]
Вимоги до саморобних зарядних пристроїв
Щоб зарядка автоматично могла відновити АКБ автомобіля, до неї висуваються жорсткі вимоги:
- Будь-яке просте сучасне ЗУ має бути автономним. Завдяки цьому за роботою обладнання не доведеться стежити, зокрема, якщо воно функціонує вночі. Пристрій буде самостійно контролювати робочі параметри напруги і струму заряду. Цей режим називається автоматом.
- Зарядний обладнання повинно самостійно забезпечувати стабільний рівень напруги 14,4 вольта. Цей параметр необхідний для відновлення будь-яких батарей, що працюють в 12-вольтової мережі.
- Зарядний обладнання повинно забезпечити незворотний вимикання батареї від приладу при двох умовах. Зокрема якщо струм заряду або напруга збільшиться більш, ніж на 15,6 вольт. Обладнання повинно мати функцію самоблокировки. Користувачеві, щоб скинути робочі параметри, доведеться відключити і активувати прилад.
- Устаткування обов'язково має бути захищене від переплюсовкі, інакше АКБ може вийти з ладу. Якщо споживач сплутає полярність і невірно підключить мінусовій і плюсовій контакт, відбудеться замикання. Важливо, щоб зарядний обладнання забезпечувало захист. Схема доповнюється запобіжним пристроєм.
- Для підключення ЗУ до акумуляторної батареї потрібно два дроти, кожен з яких повинен мати перетин 1 мм2. На один кінець кожного провідника потрібно установити затискач типу крокодил. З іншого боку встановлюються розрізні наконечники. Позитивний контакт повинен бути виконаний в червоній оболонці, а негативний - у синій. Для побутової мережі використовується універсальний кабель, оснащений вилкою.
Якщо апарат повністю зробити своїми руками, недотримання вимог зашкодить не тільки зарядного приладу, але і акумулятора.
Володимир Кальченко детально розповів про переробку ЗУ і про використання відповідних для цієї мети проводів.
Конструкція автоматичного зарядного пристрою
Найпростіший зразок зарядного пристосування конструктивно включає в себе головну деталь - знижує трансформаторне пристрій. У цьому елементі проводиться зниження параметра напруги з 220 до 13,8 вольт, яке потрібно для відновлення заряду акумулятора. Але трансформаторне пристрій може знижувати тільки цю величину. А перетворення змінного струму на постійний здійснюється спеціальним елементом - доданими мостом.
Кожне зарядний пристрій повинен бути обладнаний доданими мостом, оскільки ця деталь випрямляє значення струму і дозволяє розділити його на плюсовій та негативний полюси.
У будь-якій схемі за цією деталлю зазвичай встановлюється амперметр. Компонент призначений для демонстрації сили струму.
Найпростіші конструкції зарядних приладів обладнуються стрілочними датчиками. У більш вдосконалених і дорогих версіях використовуються цифрові амперметри, а крім них електроніка може доповнюватися і вольтметрами.
Деякі моделі приладів дозволяють споживачеві змінювати рівень напруги. Тобто з'являється можливість заряду не тільки 12-вольтних акумуляторів, але і батарей, розрахованих на роботу в 6 і 24-вольтних мережах.
Від діодного моста відходять дроти з позитивним і негативним клемним затискачем. З їх допомогою виконується підключення обладнання до батареї. Вся конструкція полягає в пластиковий або металевий корпус, від якого відходить кабель з вилкою для підключення до електромережі. Також з пристрою виводяться два дроти з мінусовим і плюсовим клемним затискачем. Для забезпечення більш безпечної роботи зарядного обладнання схема доповнюється плавким запобіжним пристроєм.
Користувач Артем Квант наочно розібрав фірмовий прилад для підзарядки і розповів про його конструктивні особливості.
Схеми автоматичних зарядних пристроїв
При наявності досвіду роботи з електрообладнанням можна провести збірку приладу самостійно.
прості схеми
Такі варіанти приладів діляться на:
- пристрою з одним доданими елементом;
- обладнання з доданими мостом;
- приладу, оснащені згладжуючими конденсаторами.
Схема з одним діодом
Тут є два варіанти:
- Можна зібрати схему з трансформаторних пристроєм і встановити доданий елемент після нього. На виході зарядного обладнання струм буде пульсуючим. Його биття будуть серйозними, оскільки фактично зрізують одна полуволна.
- Можна зібрати схему, використовуючи блок живлення від ноутбука. При його використовується потужний випрямляючий діодний елемент зі зворотним напругою понад 1000 вольт. Його ток повинен скласти не менше 3 ампер. Зовнішній висновок штекера харчування буде негативним, а внутрішній - позитивним. Таку схему обов'язково треба доповнити обмежувальним опором, в якості якого допускається застосування лампочки для освітлення салону.
Допускається застосування більш потужного освітлювального пристрою від покажчика повороту, габаритних вогнів або степових сигналів. При використанні блоку живлення від ноутбука, це може привести до його перевантаження. Якщо використовується діод, то в якості обмежувача треба встановити лампу розжарювання на 220 вольт і 100 ват.
При застосуванні діодного елемента виконується складання простої схеми:
- Спочатку йде клема від побутової розетки на 220 вольт.
- Потім - негативний контакт діодного елемента.
- Наступним буде позитивний висновок діода.
- Потім підключається обмежувальна навантаження - джерело освітлення.
- Наступним буде негативний контакт акумулятора.
- Потім позитивний висновок батареї.
- І друга клема для підключення до 220-вольтової мережі.
При застосуванні джерела освітлення на 100 ват параметр струму заряду буде приблизно 0,5 ампер. Так за одну ніч пристрій зможе віддати акумуляторної батареї 5 А / ч. Цього вистачить, щоб покрутити стартерний механізм транспортного засобу.
Щоб збільшити показник, можна з'єднати паралельно три джерела освітлення по 100 ват, за ніч це дозволить заповнити половину ємності батареї. Деякі користувачі замість ламп використовують електроплити, але цього робити не можна, оскільки з ладу вийде не тільки доданий елемент, але і акумулятор.
Найпростіша схема з одним діодом 
Електросхема підключення АКБ до мережі
Схема з доданими мостом
Цей компонент призначений для «загортання» негативною хвилі наверх. Сам ток буде також пульсуючим, але його биття значно менше. Даний варіант схеми використовується частіше інших, але не є найефективнішим.
Діодний міст можна зробити самому, використовуючи випрямляють елемент, або придбати готову деталь.
Електросхема ЗУ з доданими мостом
Схема зі сглаживающим конденсатором
Ця деталь повинна бути розрахована на 4000-5000 мкФ і 25 вольт. На виході отриманої електронних схем утворюється постійний струм. Пристрій обов'язково доповнюється запобіжними елементами на 1 ампер, а також вимірювальним обладнанням. Ці деталі дозволяють контролювати процес відновлення акумулятора. Можна їх не використовувати, але тоді періодично потрібно підключати мультиметр.
Якщо робити моніторинг напруги зручно (шляхом підключення клем до щупам), то з струмом буде складніше. В даному режимі функціонування вимірювальний пристрій доведеться підключати в розрив електричного кола. Користувачеві знадобиться кожного разу відключати живлення від мережі, ставити тестер в режим виміру струму. Потім активувати харчування і розбирати електроланцюг. Тому рекомендується додати в схему як мінімум один амперметр на 10 ампер.
Основний мінус простих електросхем полягає у відсутності можливості регулювання параметрів заряду.
При підборі елементної бази слід вибирати робочі параметри так, щоб на виході величина сили струму склала 10% від загальної ємності АКБ. Можливе незначне зниження цієї величини.
Якщо отриманий параметр струму буде більше, ніж потрібно, схему можна додаткових резисторного елементом. Він встановлюється на позитивному виході діодного моста, безпосередньо перед амперметром. Рівень опору підбирається відповідно до використовується мостом з урахуванням показника струму, а потужність резистора повинна бути вищою.
Електросхема зі сглаживающим конденсаторним пристроєм
Схема з можливістю ручного регулювання струму заряду для 12 В
Щоб забезпечити можливість зміни параметра струму, необхідно поміняти опір. Простий спосіб вирішити цю проблему - поставити змінний підлаштування резистор. Але цей метод не можна назвати найнадійнішим. Щоб забезпечити більш високу надійність, потрібно реалізувати ручне регулювання з двома транзисторними елементами і підлаштування резистором.
За допомогою змінного резисторного компонента буде змінюватися струм зарядки. Ця деталь встановлюється після складеного транзистора VT1-VT2. Тому струм через цей елемент буде проходити невисокий. Відповідно, невеликий буде і потужність, вона складе близько 0,5-1 Вт. Робочий номінал залежить від використовуються транзисторних елементів і вибирається досвідченим шляхом, деталі розраховані на 1-4,7 кОм.
У схемі використовується трансформаторне пристрій на 250-500 Вт, а також вторинна обмотка на 15-17 вольт. Збірка діодного моста здійснюється на деталях, робочий струм яких становить від 5 ампер і більше. Транзисторні елементи підбираються з двох варіантів. Це можуть бути германієві деталі П13-П17 або кремнієві пристрої КТ814 і КТ816. Щоб забезпечити якісне відведення тепла, схема повинна бути розміщена на радіаторному пристрої (не менш 300 см3) або сталевий пластині.
На виході обладнання встановлюється запобіжний пристрій ПР2, розраховане на 5 ампер, а на вході - ПР1 на 1 А. Схема оснащується сигнальними світловими індикаторами. Один з них використовується для визначення напруги в мережі 220 вольт, другий - для струму заряду. Допускається використання будь-яких джерел освітлення, розрахованих на 24 вольта, в тому числі діодів.
Електросхема для зарядного пристрою з функцією ручного регулювання
Схема захисту від переплюсовкі
Є два варіанти реалізації такого ЗУ:
- з використанням реле Р3;
- шляхом складання ЗУ з інтегральної захистом, але не тільки від переплюсовкі, але і від перенапруги і перезарядження.
З реле Р3
Даний варіант схеми може застосовуватися з будь-яким зарядним обладнанням, як тиристорним, так і транзисторним. Її необхідно включити в розрив кабелів, за допомогою яких здійснюється підключення батареї до ЗУ.
Схема захисту обладнання від переплюсовкі на реле Р3
Якщо акумуляторна батарея підключена до мережі некоректно, діодний елемент VD13 НЕ буде пропускати струм. Реле електронних схем знеструмлено, а його контакти розімкнуті. Відповідно, струм не зможе надходити на клеми батареї. Якщо підключення виконано правильно, то реле активується і його контактні елементи замикаються, тому АКБ заряджається.
З інтегрованим захистом від переплюсовкі, перезарядження і перенапруги
Даний варіант електронних схем можна вбудувати в уже використовується саморобний джерело живлення. У ній застосовується повільний відгук акумулятора на стрибок напруги, а також гістерезис реле. Напруга з струмом відпускання буде в 304 рази менше даного параметра при спрацьовуванні.
Застосовується реле змінного струму на напругу активації 24 вольта, а струм величиною 6 ампер йде через контакти. При активації зарядного приладу включається реле, відбувається замикання контактних елементів і починається зарядка.
Параметр напруги на виході трансформаторного скорочують термін його служби нижче 24 вольт, але на виході зарядного пристрою буде 14,4 В. Реле має утримувати це значення, але при появі екстратокі первинна величина напруги ще більше просяде. Це призведе до відключення реле і розриву електричного кола заряду.
Використання діодів Шотткі в цьому випадку недоцільно, оскільки даний тип схеми буде мати серйозні недоліки:
- Відсутня захист від стрибка напруги по контакту від переплюсовкі, якщо акумулятор повністю розряджений.
- Немає самоблокировки обладнання. В результаті впливу екстратокі реле буде відключатися, поки не вийдуть з ладу контактні елементи.
- Нечітке спрацьовування обладнання.
Через це додати в дану схему пристрій для регулювання струму спрацьовування не має сенсу. Реле та трансформаторні пристрій точно підбираються один до одного, щоб повторюваність елементів була близька до нуля. Струм заряду проходить через замкнуті контакти реле К1, в результаті чого знижується ймовірність їх виходу з ладу через обгорання.
Обмотка К1 повинна підключатися по логічної електросхемі:
- до модуля захисту від екстратокі, це VD1, VT1 і R1;
- до пристрою захисту від перенапруги, це елементи VD2, VT2, R2-R4;
- а також до електричного кола самоблокировки К1.2 і VD3.
Схема з інтегрованим захистом від переплюсовкі, перезарядження і перенапруги
Основний мінус полягає в необхідності налагодження схеми з застосуванням навантаження для, а також мультиметра:
- Проводиться випоювання елементів К1, VD2 і VD3. Або при складанні їх можна не запаювати.
- Виконується активація мультиметра, який треба заздалегідь налаштувати на завмер напруги в 20 вольт. Його треба підключити замість обмотки К1.
- Акумулятор поки не підключається, замість нього встановлюється резисторного пристрій. Воно повинно мати опором в 2,4 Ома для струму заряду 6 А чи 1,6 Ом для 9 ампер. Для 12 А резистор повинен бути розрахований на 1,2 Ом і не менше, ніж на 25 Вт. Резисторний елемент можна накрутити з аналогічною дроту, яка використовувалася для R1.
- На вхід від зарядного обладнання подається напруга 15,6 вольт.
- Повинна спрацювати струмовий захист. Мультиметр покаже напругу, оскільки елемент опору R1 обраний з невеликим надлишком.
- Проводиться зменшення параметра напруги, поки тестер буде непереливки 0. Значення вихідної напруги треба записати.
- Потім проводиться випайки деталі VT1, а VD2 і К1 встановлюються на місце. R3 необхідно поставити в крайнє нижнє положення за схемою з'єднань.
- Величина напруги зарядного обладнання збільшується, поки на навантаженні не буде 15,6 вольт.
- Елемент R3 плавно обертається, поки не спрацює К1.
- Виконується зниження напруги зарядного пристрою до значення, яке було записано раніше.
- Назад встановлюються і припаиваются елементи VT1 і VD3. Після цього електросхему можна перевіряти на працездатність.
- Через амперметр виконується підключення робочого, але сів або недозаряженного акумулятора. До батареї треба під'єднати тестер, який заздалегідь налаштований на вимірювання напруги.
- Пробний заряд необхідно провести з безперервним контролем. У момент, коли тестер покаже 14,4 вольта на акумуляторі, необхідно засікти ток змісту. Цей параметр повинен бути в нормі або близьким до нижньої межі.
- Якщо величина струму змісту висока, то напруга зарядного пристрою слід знизити.
Схема автоматичного відключення при повній зарядці акумулятора
Автоматика повинна являти собою електросхему, оснащену системою харчування операційного підсилювального пристрою і опорного напруги. Для цього використовується плата стабілізатора DA1 класу 142ЕН8Г для 9 вольт. Дану схему необхідно призначати, щоб рівень вихідної напруги при вимірюванні температури плати на 10 градусів практично не змінювався. Зміна складе не більше, ніж соті частки вольта.
Відповідно до опису схеми, система автоматичної деактивації при збільшенні напруги на 15,6 вольт робиться на половині плати А1.1. Четвертий її висновок з'єднується з подільником напруги R7 і R8, з якого подається опорна величина, яка становить 4,5 В. Робочим параметром резисторного пристрою задається поріг активації зарядного пристрою 12,54 В. У результаті використання діодного елемента VD7 і деталі R9 можна забезпечити потрібний гистерезис між величиною напруги активації і відключення заряду батареї.
Електросхема ЗУ з автоматичною деактивацією при зарядженій батареї
Опис дії схеми такий:
- Коли відбувається підключення батареї, рівень напруги на клемах якого менше 16,5 вольт, на другому виведенні схема А1.1 встановлюється параметр. Дане значення досить, щоб транзисторний елемент VT1 відкрився.
- Відбувається відкриття цієї деталі.
- Активується реле Р1. В результаті до мережі через блок конденсаторних механізмів за допомогою контактних елементів підключається первинна обмотка трансформаторного пристрою.
- Починається процес заповнення заряду АКБ.
- Коли рівень напруги збільшиться до 16,5 вольт, це значення на виході А1.1 знизиться. Зменшення відбувається до величини, якої недостатньо для підтримки транзисторного пристрої VT1 у відкритому стані.
- Відбувається відключення реле і контактні елементи К1.1 підключати трансформаторний вузол через конденсаторне пристрій С4. При ньому величина струму заряду буде 0,5 А. У цьому стані схема обладнання буде працювати, поки величина напруги на батареї не знизиться до 12,54 вольт.
- Після того, як це станеться, виконується активація реле. Триває зарядка АКБ заданим користувачем струмом. В даній схемі реалізована можливість відключення системи автоматичного регулювання. Для цього використовується комутаційне пристрій S2.
Даний порядок роботи автоматичного зарядного пристрою для автомобільного акумулятора дозволяє запобігти його розряд. Користувач може залишити включеним обладнання хоч на тиждень, це не зашкодить батареї. Якщо в побутовій мережі пропаде напруга, при його появі ЗУ продовжить заряджати акумулятор.
Якщо говорити про принцип дії схеми, зібраної на другій половині плати А1.2, то він ідентичний. Але рівень повної деактивації зарядного обладнання від мережі живлення складе 19 вольт. Якщо величина напруги менше, на восьмому вихід плати А1.2 воно буде достатнім, щоб утримати транзисторне пристрій VT2 у відкритому положенні. При ньому струм буде подаватися на реле Р2. Але якщо величина напруги складе понад 19 вольт, то транзисторне пристрій закриється і контактні елементи К2.1 розімкнуться.
Необхідні матеріали та інструменти
Опис деталей і елементів, які будуть потрібні для збірки:
- Силовий трансформаторне пристрій Т1 класу ТН61-220. Його вторинні обмотки повинні бути підключені послідовно. Можна використовувати будь-який трансформатор, потужність якого не більше 150 ват, оскільки струм заряду зазвичай становить не більше 6А. Вторинна обмотка пристрою при впливі електроструму до 8 ампер повинна забезпечити напругу в діапазоні 18-20 вольт. При відсутності готового трансформатора допускається застосування деталей аналогічної потужності, але потрібно перемотати вторинну обмотку.
- Конденсаторні елементи С4-С9 повинні відповідати класу МГБЧ і мати напругу не нижче 350 вольт. Допускається застосування пристроїв будь-якого типу. Головне, щоб вони призначалися для функціонування в ланцюгах змінного струму.
- Діодні елементи VD2-VD5 можна використовувати будь-які, але вони повинні бути розраховані на струм 10 ампер.
- Деталі VD7 і VD11 - крем'яні імпульсні.
- Діодні елементи VD6, VD8, VD10, VD5, VD12, VD13 повинні витримувати струм величиною 1 ампер.
- Світлодіодний елемент VD1 - будь-хто.
- Як деталі VD9 допускається використання пристрою класу КІПД29. Основна особливість даного джерела освітлення полягає в можливості зміни кольору, якщо змінюється полярність з'єднання. Для перемикання лампочки застосовуються контактні елементи К1.2 реле Р1. Якщо на акумулятор йде зарядка основним струмом, світлодіод горить жовтим, а якщо включається режим підзарядки, то зеленим. Допускається застосування двох одноколірних пристроїв, але їх треба правильно підключити.
- Операційний підсилювач КР1005УД1. Можна взяти пристрій із старого відеоплеєра. Основна особливість полягає в тому, що цю деталь не потрібно два полярних харчування, вона зможе працювати при напрузі 5-12 вольт. Можна використовувати будь-які аналогічні запчастини. Але через різну нумерації висновків треба буде змінити малюнок друкованої схеми.
- Реле Р1 і Р2 повинні бути розраховані на напруги 9-12 вольт. А їхні контакти - на роботу з струмом величиною 1 ампер. Якщо пристрої оснащуються кількома контактними групами, їх рекомендується запаяти паралельним чином.
- Реле Р3 - на 9-12 вольт, але величина струму комутації буде 10 ампер.
- Комутаційне пристрій S1, має бути призначене для роботи з напругою 250 вольт. Важливо, щоб в цьому елементі було досить комутуючих контактних компонентів. Якщо крок регулювання в 1 ампер неважливий, то можна поставити кілька перемикачів і виставити струм заряду 5-8 А.
- Вимикач S2, призначений для деактивації системи контролю рівня заряду.
- Також буде потрібно електромагнітна головка для вимірювача струму і напруги. Допускається застосування будь-якого типу пристроїв, головне, щоб струм повного відхилення складе 100 мкА. Якщо буде замірятися НЕ напруга, а тільки струм, то в схему можна встановити готовий амперметр. Він повинен бути розрахований на роботу з максимальним постійним струмом 10 ампер.
Користувач Артем Квант в теорії розповів про схему зарядного обладнання, а також про підготовку матеріалів і деталей для її складання.
Порядок підключення акумулятора до зарядних пристроїв
Інструкція по включенню ЗУ складається з декількох етапів:
- Очищення поверхні акумулятора.
- Видалення пробок для заливки рідини і контроль рівня електроліту в банках.
- Виставлення значення струму на зарядному устаткуванні.
- Підключення клем до акумулятора з дотриманням полярності.
очищення поверхні
Керівництво по виконанню завдання:
- В автомобілі відключається запалювання.
- Відкривається капот машини. Використовуючи гайкові ключі відповідного розміру, від клем акумуляторної батареї треба відключити затискачі. Для цього гайки викручувати не потрібно, їх можна послабити.
- Виконується демонтаж фіксує пластини, яка зміцнює батарею. Для цього може знадобитися ключ-головка або зірочка.
- АКБ демонтується.
- Проводиться очищення його корпусу чистою ганчіркою. Згодом відкручуватимуться кришки банок для затоки електроліту, тому не можна допустити потрапляння грузи всередину.
- Виконується візуальна діагностика цілісності корпусу батареї. При наявності тріщин, через які витікає електроліт, заряджати АКБ недоцільно.
Користувач Аккумуляторщик розповів про виконання очищення і промивання корпусу акумуляторної батареї перед її обслуговуванням.
Видалення пробок заливки кислоти
Якщо акумуляторна батарея яку обслуговує, в ній треба відкрутити кришки на пробках. Вони можуть бути приховані під спеціальною захисною пластиною, її потрібно демонтувати. Для викручування пробок можна використовувати викрутку або будь-яку металеву пластину відповідного розміру. Після демонтажу треба оцінити рівень електроліту, рідина повинна повністю покривати всі банки всередині конструкції. Якщо її недостатньо, то потрібно долити дистильованої води.
Установка величини струму заряду на зарядному пристрої
Виставляється параметр струму для підзарядки АКБ. Якщо ця величина буде більше номінальної в 2-3 рази, то процедура заряду відбудеться в швидше. Але цей метод призведе до зниження ресурсу експлуатації батареї. Тому виставляти такий струм можна, якщо акумулятор треба зарядити швидко.
Підключення акумулятора з дотриманням полярності
Процедура виконується так:
- До клем АКБ підключаються затискачі від ЗУ. Спочатку виконується з'єднання позитивного контакту, це червоний провід.
- Негативний кабель можна не підключати, якщо АКБ залишився в автомобілі і не демонтували. Підключення даного контакту можливо до кузова транспортного засобу або до блоку циліндрів.
- Вилка від зарядного обладнання вставляється в розетку. Акумулятор починає заряджатися. Час заряду залежить від ступеня розряду пристрою і його стану. При виконанні завдання не рекомендується використання подовжувачів. Такий провід обов'язково повинен мати заземлення. Його величина буде достатньою, щоб витримати навантаження сили струму.
Канал «VseInstrumenti» розповів про особливості підключення АКБ до зарядного приладу і дотриманні полярності при виконанні цього завдання.
Як визначити ступінь розрядки акумулятора
Для виконання завдання потрібно мультиметр:
- Проводиться вимір величини напруги на автомобілі з відключеним двигуном. Електромережа транспортного засобу в такому режимі буде споживати частину енергії. Значення напруги при вимірі має відповідати 12,5-13 вольт. Висновки тестера підключаються з дотриманням полярності до контактів АКБ.
- Виробляється запуск силового агрегату, все електрообладнання повинно бути вимкнено. Процедура вимірювання повторюється. Робоча величина повинна скласти в діапазоні 13,5-14 вольт. Якщо отримане значення більше або менше, це говорить про розряд акумулятора і функціонуванні генераторного пристрою не в штатному режимі. Збільшення даного параметра при низькій негативній температурі повітря не може повідомити про розряд акумулятора. Можливо, спочатку отриманий показник буде більше, але якщо з часом він прийде в норму, це говорить про працездатність.
- Виконується включення основних споживачів енергії - обігрівача, магнітоли, оптики, системи обігріву заднього скла. У такому режимі рівень напруги складе в діапазоні від 12,8 до 13 вольт.
Величину розряду можна визначити відповідно до даних, наведених в таблиці.
Як розрахувати приблизний час зарядки акумулятора
Для визначення приблизного часу підзарядки споживачеві необхідно знати різницю між максимальним значенням заряду (12,8 В) і вольтажем в даний момент. Ця величина множиться на 10, в результаті виходить час заряду в годиннику. Якщо рівень напруги перед виконанням підзарядки становить 11,9 вольт, то 12,8-11,9 = 0,8. Помноживши це значення на 10 можна визначити, що час підзарядки складе приблизно 8 годин. Але це за умови, що буде здійснюватися подача струму в розмірі 10% від ємності акумулятора.
Дотримання режиму експлуатації акумуляторних батарей, і зокрема режиму зарядки, гарантує їх безвідмовну роботу протягом всього терміну служби. Зарядку акумуляторних батарей виробляють струмом, значення якого можна визначити за формулою
де I - середній зарядний струм, А., а Q - паспортна електрична ємність акумуляторної батареї, А-ч.
Класична зарядного пристрою для автомобільного акумулятора складається з понижуючого трансформатора, випрямляча і регулятора струму зарядки. Як регулятори струму застосовують дротові реостати (див. Рис. 1) і транзисторні стабілізатори струму.
В обох випадках на цих елементах виділяється значна теплова потужність, що знижує ККД зарядного пристрою і збільшує ймовірність виходу його з ладу.
Для регулювання зарядного струму можна використовувати магазин конденсаторів, що включаються послідовно з первинної (мережевий) обмотки трансформатора і виконують функцію реактивних опорів, що гасять надлишкова напруга мережі. Спрощена такого пристрою наведена на рис. 2.
У цій схемі теплова (активна) потужність виділяється лише на діодах VD1-VD4 випрямні мосту і трансформаторі, тому нагрів пристрої незначний.
Недоліком на Рис. 2 є необхідність забезпечити напруга на вторинній обмотці трансформатора в півтора рази більше, ніж номінальна напруга навантаження (~ 18 ÷ 20В).
Схема зарядного пристрою, що забезпечує зарядку 12-вольтів акумуляторних батарей струмом до 15 А, причому струм зарядки можна змінювати від 1 до 15 А ступенями через 1 А, наведена на Рис. 3.
Передбачена можливість автоматичного вимкнення пристрою, коли батарея повністю зарядиться. Воно не боїться короткочасних коротких замикань в ланцюзі навантаження і обривів в ній.
Вимикачами Q1 - Q4 можна підключати різні комбінації конденсаторів і тим самим регулювати струм зарядки.
Змінним резистором R4 встановлюють поріг спрацьовування К2, яке має спрацьовувати при напрузі на затискачах акумулятора, що дорівнює напрузі повністю зарядженої батареї.
На Рис. 4 представлена ще одного зарядного пристрою, в якому струм зарядки плавно регулюється від нуля до максимального значення.
Зміна струму в навантаженні досягається регулюванням кута відкривання тріністора VS1. Вузол регулювання виконаний на одноперехідному транзисторі VT1. Значення цього струму визначається положенням движка змінного резистора R5. Максимальний струм заряду акумулятора 10А, встановлюється амперметром. пристрою забезпечена з боку мережі і навантаження запобіжниками F1 і F2.
Варіант друкованої плати зарядного пристрою (див. Рис. 4), розміром 60х75 мм наведений на наступному малюнку:
У схемі на рис. 4 вторинна обмотка трансформатора повинна бути розрахована на струм, втричі більший зарядного струму, і відповідно потужність трансформатора також повинна бути втричі більше потужності, споживаної акумулятором.
Назване обставина є істотним недоліком зарядних пристроїв з регулятором струму тріністором (тиристором).
Примітка:
Діоди випрямного містка VD1-VD4 і тиристор VS1 необхідно встановити на радіатори.
Значно знизити втрати потужності в тріністоре, а отже, підвищити ККД зарядного пристрою можна, регулюючий елемент перенести з ланцюга вторинної обмотки трансформатора в ланцюг первинної обмотки. такого пристрою показана на рис. 5.
У схемі на Рис. 5 регулювальний вузол аналогічний застосованому в попередньому варіанті пристрою. Тринистор VS1 включений в діагональ випрямні мосту VD1 - VD4. Оскільки струм первинної обмотки трансформатора приблизно в 10 разів менше струму заряду, на діодах VD1-VD4 і тріністоре VS1 виділяється відносно невелика теплова потужність і вони не вимагають установки на радіатори. Крім того, застосування тринистора в ланцюзі первинної обмотки трансформатора дозволило дещо поліпшити форму кривої зарядного струму і знизити значення коефіцієнта форми кривої струму (що також призводить до підвищення ККД зарядного пристрою). До недоліку цього зарядного пристрою слід віднести гальванічний зв'язок з мережею елементів вузла регулювання, що необхідно враховувати при розробці конструктивного виконання (наприклад, використовувати змінний резистор з пластмасовою віссю).
Варіант друкованої плати зарядного пристрою на рісенке 5, розміром 60х75 мм наведений на малюнку нижче:
Примітка:
Діоди випрямного містка VD5-VD8 необхідно встановити на радіатори.
У зарядному пристрої на малюнку 5 діодний місток VD1-VD4 типу КЦ402 або КЦ405 з буквами А, Б, В. Стабілітрон VD3 типу КС518, КС522, КС524, або складений з двох однакових стабилитронов з сумарним напругою стабілізації 16 ÷ 24 вольта (КС482, Д808 , КС510 і ін.). Транзистор VT1 одноперехідний, типу КТ117А, Б, В, Г. Доданий місток VD5-VD8 складений з діодів, з робочим струмом не менше 10 ампер(Д242 ÷ Д247 та ін.). Діоди встановлюються на радіатори площею не менше 200 кв.см, а радіатори будуть сильно нагріватися, в корпус зарядного пристрою можна встановити вентилятор для обдування.
Навіть при повністю справному автомобілі рано чи пізно може скластися ситуація, коли буде потрібно від зовнішнього джерела - довга стоянка, випадково залишені включеними габаритні вогні і так далі. Власникам же старої техніки необхідність регулярної підзарядки акумулятора відома прекрасно - у цьому винна і саморозряд «втомленою» батареї, і підвищені струми витоків в електроланцюгах, в першу чергу - в діодному мосту генератора.
Можна придбати готову зарядний пристрій: вони випускаються в безлічі варіантіві легко доступні. Але комусь може здатися, що виготовити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками буде цікавіше, а кого-то можливість зробити ЗУ буквально з підручного матеріалу і виручить.
Напівпровідниковий діод + лампочка
Невідомо, кому першому спала на думку ідея заряджати акумулятор так само, але це якраз той випадок, коли зарядити акумулятор можна буквально підручними засобами. У цій схемі джерелом струму служить електрична мережа 220В, діод потрібен для перетворення змінного струму в пульсуючий постійний, а лампочка служить струмообмежувальні резистори.
Розрахунок цього зарядного пристрою так само простий, як і його схема:
- Струм, що протікає через лампу, визначається виходячи з її потужності як I = P / U, де U- напруга в мережі, P- потужність лампи. Тобто для лампи в 60 Вт струм в ланцюзі складе 0,27 А.
- Так як діод зрізає кожну другу півхвилю синусоїди, реальний середній струм навантаження буде з урахуванням цього дорівнює 0,318 * I.
Як видно, навіть при використанні потужної лампи струм навантаження виходить невеликим, що дозволить використовувати будь-який поширений діод, наприклад 1N4004 (такі зазвичай йдуть в комплекті з сигналізаціями, стоять в блоках харчування малопотужної техніки і так далі). Все, що потрібно знати для складання такого пристрою - це те, що смужка на корпусі діода позначає його катод. Цей контакт підключіть до позитивного полюса батареї.
Не підключайте цей пристрій до акумулятора, якщо він не знятий з автомобіля, щоб уникнути пошкодження бортової електроніки високою напругою!Подібний варіант виготовлення представлений на відео
випрямляч
Це ЗУ трохи складніше. Така схема використовується в найдешевших фабричних пристроях:
Для виготовлення зарядного пристрою буде потрібно мережевий трансформатор з вихідним напругою не менше 12,5 В, але і не більше 14. Часто береться радянський трансформатор типу ТС-180 з лампових телевізорів, що має дві накальную обмотки на напругу 6,3 В. При їх послідовному з'єднанні (призначення клем вказано на корпусі трансформатора) ми отримаємо саме 12,6 В. Для випрямлення змінного струму з вторинної обмотки застосований діодний міст (двухполуперіодний випрямляч). Його можна як зібрати з окремих діодів (наприклад, Д242А з того ж телевізора), або купити готову збірку (KBPC10005 або її аналоги).
Діоди випрямляча будуть відчутно нагріватися, і для них доведеться зробити радіатор з відповідною алюмінієвої пластини. У цьому плані використання діодним збирання набагато зручніше - пластина кріпиться гвинтом до її центральному отвору на термопасту.
Нижче наведена схема призначення висновків найбільш поширеною в імпульсних блоках харчування мікросхеми TL494:
Нас цікавить ланцюг, пов'язана з ніжкою 1. Переглядаючи з'єднані з нею доріжки на платі, знайдіть резистор, що з'єднує цю ніжку з виходом +12 В. Саме він задає вихідну напругу 12-вольтової ланцюга блоку живлення.
У кожного автомобіліста рано чи пізно виникають проблеми з акумулятором. Не уникнув цієї долі і я. Після 10 хвилин безуспішних спроб завести свій автомобіль вирішив, що необхідно придбати або зробити самому зарядний пристрій. Увечері зробивши ревізію в гаражі і знайшовши там відповідний трансформатор вирішив робити зарядку сам.
Там же серед непотрібного мотлоху знайшов і стабілізатор напруги від старого телевізора, який на мою думку чудово підійде в якості корпусу.
Проштудіювавши безкраї простори Інтернету і реально оцінивши свої сили вибрав напевно найпростішу схему.
Роздрукувавши схему пішов до сусіда, котра захоплюється радіоелектронікою. Він протягом 15 хвилин набрав мені необхідні деталі, відрізав шматок фольгованого текстоліту і дав маркер для малювання плат. Витративши близько години часу, я намалював прийнятну плату (монтаж просторий розміри корпусу дозволяють). Як труїти плату розповідати не буду, про це багато інформації. Я ж відніс своє творіння сусідові, і він мені її протравами. В принципі можна було купити монтажну плату і все зробити на ній, але як кажуть дарованому коневі ....
Просвердливши всі необхідні отвори і вивівши на екран монітора цоколевку транзисторів я взявся за паяльник і приблизно за годину у мене була готова плата.
Доданий місток можна купити на ринку, головне щоб він був розрахований на струм не менше 10 ампер. У мене знайшлися діоди Д 242 їх характеристики цілком підходять, і на шматочку текстоліту я спаяв діодний міст.
Тиристор необхідно встановлювати на радіатор, так як при роботі він помітно гріється.
Окремо повинен сказати про амперметр. Його довелося купувати в магазині, там же продавець консультант підібрав і шунт. Схему вирішив трохи доопрацювати і додати перемикач, щоб можна було вимірювати напругу на акумуляторі. Тут теж знадобився шунт, але при вимірюванні напруги він підключається не паралельно, а послідовно. Формулу розрахунку можна знайти в Інтернеті, від себе додам, що велике значення має потужність розсіювання резисторів шунта. За моїми розрахунками вона повинна була бути 2,25 ват, але у мене грівся шунт потужністю 4 Вт. Причина мені невідома, не вистачає досвіду в подібних справах, але, вирішивши, що в основному мені потрібні показання амперметра, а не вольтметра я з цим змирився. Тим більше що в режимі вольтметра шунт помітно нагрівався секунд за 30-40. Отже, зібравши все необхідне і перевіривши всі на табуретці, я взявся за корпус. Повністю розібравши стабілізатор я вийняв всю його начинку.
Разметив передню стінку я просвердлив отвори під змінний резистор і перемикач, потім свердлом маленького діаметру по колу просвердлив отвори під амперметр. Гострі краї допрацював напилком.
Трохи поламавши голову над розташуванням трансформатора і радіатора з тиристором, зупинився на такому варіанті.
Прикупив ще пару затискачів «крокодил» і все-зарядка готова. Особливістю даної схеми є те що вона працює тільки під навантаженням, тому зібравши пристрій і не знайшовши напруги на висновках вольтметром не поспішайте мене лаяти. Просто повісьте на висновки хоча б автомобільну лампочку, і буде вам щастя.
Трансформатор беріть з напругою на вторинній обмотці 20-24 вольта. Стабілітрон Д 814. Всі інші елементи вказані на схемі.
У статті буде розказано про те, як своїми руками виготовити саморобний Схеми ви можете використовувати абсолютно будь-які, але найбільш простим варіантом виготовлення є переробка комп'ютерного БП. Якщо у вас є такий блок, застосування йому знайти буде досить просто. Для живлення материнських плат використовується напруга величиною 5, 3.3, 12 Вольт. Як ви розумієте, інтерес для вас представляє напруга 12 Вольт. Зарядний пристрій дозволить виробляти зарядку акумуляторів, ємність яких лежить в діапазоні від 55 до 65 Ампер-годин. Іншими словами, його вистачить для підзарядки акумуляторів більшості автомобілів.
Загальний вигляд схеми
Щоб зробити переробку, потрібно скористатися схемою, представленої в статті. своїми руками з БП персонального комп'ютера виготовлене, дозволяє контролювати на виході струм зарядки і напруга. Потрібно звернути увагу на те, що є захист від КЗ - запобіжник на 10 Ампер. Але його встановлювати необов'язково, так як в більшості БП персональних комп'ютерів є захист, яка відключає пристрій в разі КЗ. Тому схеми зарядних пристроїв для акумуляторів з БП комп'ютерів здатні самі себе захистити від КЗ.
ШИ-контролер (позначений DA1), як правило, в БП використовується двох типів - KA7500 або TL494. Тепер трохи теорії. Чи може нормально зарядити акумулятор блок живлення комп'ютера? Відповідь - може, так як свинцеві АКБ більшості автомобілів мають ємність 55-65 Ампер-година. А для нормальної зарядки йому необхідний струм, рівний 10% від ємності АКБ - не більше 6,5 Ампер. Якщо блок живлення має потужність понад 150 Вт, то його ланцюг «+12 В» здатна віддати такий струм.
Початковий етап переробки
Щоб повторити просте саморобний зарядний пристрій для акумулятора, необхідно злегка удосконалити блок живлення:
- Рятуєтеся від всіх непотрібних проводів. За допомогою паяльника їх прибираєте, щоб не заважали.
- За схемою, наведеною в статті, знаходите постійний резистор R1, який необхідно випаять і на його місце встановити підлаштування з опором 27 кОм. На верхній контакт цього резистора згодом потрібно подавати постійну напругу «+12 В». Без цього не зможе працювати пристрій.
- 16-й висновок мікросхеми від'єднується від мінуса.
- Далі, потрібно роз'єднати 15-й і 14-й висновки.
Досить просте виходить саморобний Схеми можна використовувати будь-які, але простіше зробити з комп'ютерного БП - він легше, простіше в експлуатації, доступніше. Якщо порівняти з трансформаторними пристроями, то маса приладів істотно відрізняється (як і габарити).
Регулювання зарядного пристрою
Задня стінка тепер буде передній, виготовити її бажано зі шматка матеріалу (текстоліт ідеально підійде). На цій стіні необхідно встановити регулятор зарядного струму, позначений на схемі R10. Струмовимірювальні резистори найкраще використовувати якомога потужніший - візьміть два з потужністю 5 Вт і опором 0,2 Ом. Але все залежить від вибору схеми зарядних пристроїв для акумуляторів. У деяких конструкціях не потрібно використовувати потужні резистори.
При з'єднанні їх паралельно виходить збільшення потужності в два рази, а опір стає рівним 0,1 Ом. На передній стінці також розташовуються індикатори - вольтметр і амперметр, які дозволяють контролювати відповідні параметри зарядного пристрою. Для точної настройки зарядника використовується підлаштування резистор, за допомогою якого подається напруга на 1-й висновок ШИ-контролера.
Вимоги до пристрою
остаточне складання
До 1, 14, 15 і 16 висновків потрібно припаяти багатожильні тонкі дроти. Ізоляція у них повинна бути надійною, щоб під навантаженням не відбулося нагрівання, в іншому випадку саморобний зарядний пристрій для автомобіля вийде з ладу. Після складання потрібно встановити підлаштування резистором напруга близько 14 Вольт (+/- 0,2 В). Саме таку напругу вважається нормальним для зарядки акумуляторних батарей. Причому це значення має бути в режимі холостого ходу (без підключеного навантаження).
На проводах, які підключаються до акумулятора, необхідно встановити два затиску-крокодила. Один червоного кольору, другий чорного. Такі можна купити в будь-якому магазині госптоварів або автомобільних запчастин. Ось таке виходить нескладна саморобний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора. Схеми з'єднань: чорний кріпиться до мінуса, а червоний до плюса. Процес зарядки повністю автоматичний, втручання людини не потрібно. Але варто розглянути основні етапи цього процесу.
Процес зарядки акумулятора
При початковому циклі вольтметр показуватиме напруга приблизно 12,4-12,5 В. Якщо акумулятор має ємність 55 А * год, то потрібно обертати регулятор до тих пір, поки амперметр буде непереливки значення 5,5 Ампер. Це означає, що струм зарядки дорівнює 5,5 А. У міру того, як заряджається акумулятор, струм зменшується, а напруга прагне до максимуму. У підсумку в самому кінці струм буде дорівнює 0, а напруга 14 В.
Незалежно від того, яка для виготовлення використовувалася добірка схем і конструкцій зарядних пристроїв, принцип роботи багато в чому схожий. Коли акумулятор заряджений повністю, пристрій починає компенсувати струм саморозряду. Тому ви не ризикуєте тим, що проявиться перезарядка батареї. Тому зарядний пристрій може бути підключений до акумулятора і добу, і тиждень, і навіть місяць.
Якщо у вас немає вимірювальних приладів, які не шкода було б ньому повинна бути встановлена, можна від них відмовитися. Але для цього необхідно зробити шкалу для потенціометра - позначити положення для значень струму зарядки, рівних 5,5 А і 6,5 А. Звичайно, встановлений амперметр набагато зручніше - можна візуально спостерігати процес протікання зарядки акумуляторної батареї. Але і зарядний пристрій для акумулятора, своїми руками виготовлене без використання приладів, може з легкістю експлуатуватися.