Сделать своими руками простое зарядное устройство

Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками

Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.

Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.

Схема простейшего зарядного устройства

По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.

Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.

Схема с одним выпрямляющим диодом

Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:

Схема с диодным мостом

С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.

Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором

На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.

Как сделать своими руками

Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

• Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
  • мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
  • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.

  Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.

  Старые трансформаторы используют в обмотках алюминиевый провод в отличие от медного он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Кулер от неисправного источника питания компьютера поможет решить проблему:

• Выпрямитель. Для диодного моста следует использовать достаточно мощные диоды, работающие на токе около 10 А. Такими параметрами обладают электронные элементы типа Д246. Возможно найти и другие подобные варианты. Наличие меток с указанием полярности диодов облегчает сборку моста.
• При работе мощные диоды выделяют большое количество тепла. Монтировать диодный мостик рекомендуется на радиаторе охлаждения, например, имеющихся в старых запасных частях от системного блока компьютера. В случае невозможности найти промышленный радиатор охлаждения можно воспользоваться алюминиевым профилем, как показано на изображении:
• Для подключения зарядника к бытовой сети необходима сетевая вилка.
• Монтаж лучше производить на текстолитовой пластине, подходящей по габаритам.
• Необходим кусок нихромовой проволоки.
• Амперметр, вольтметр.
• Диэлектрическая бумага, изолента.
• Кроме слесарного, основным рабочим инструментом будет паяльник с материалами необходимыми в технологии пайки.

Порядок выполнения работ

1. Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.
3. В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключается амперметр и устанавливается кусок нихромовой проволоки. Один конец ее жестко закрепляется, а второй остается подвижным, чтобы была возможность менять длину нихромовой проволоки и варьировать величиной сопротивления. Такой самодельный переменный резистор позволит производить регулирование тока подаваемого на аккумулятор.
4. Все соединения необходимо заизолировать изолентой. Готовое устройство для обеспечения электробезопасности следует поместить в подходящий корпус.
5. Амперметр будет отслеживать процесс зарядки. Когда показания силы тока на нем будут в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор зарядился.
6. Контролировать зарядку можно и с помощью вольтметра, однако при подключенном зарядном устройстве его показания будут немного выше.

Рекомендации по применению самодельного зарядника

Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.

• Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
• Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
• Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
• Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
• Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.

Видео по теме

Источник

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как действует зарядное устройство

Нажмите кнопку СТАРТ, чтобы подать напряжение на трансформатор. Это приводит в действие реле Pk, которое соединит контакты, подключенные параллельно кнопке START. Цепь зафиксируется и проводит до тех пор, пока на катушке реле есть напряжение.

Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе. Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный. Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.

Выходные напряжения 14 В и 28 В. Ток — 3,5 А или чуть выше. Понадобилось всего 5 часов, чтобы собрать и запустить его (с перерывом на обед). Передняя панель напечатана на белой клейкой бумаге для струйной печати.

Аккумулятор должен заряжаться током 1/10 от его емкости, то есть 45 Ач — 4,5 А. Что подразумевает полное время зарядки 10 часов. Полная разрядка кислотной батареи окажет большое влияние на ее работу.

Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).

Понятно что в идеале зарядный ток должен быть установлен на уровне 10% емкости аккумулятора (например 100 Ач — это 10 A зарядный ток или 50 Ач — это зарядный ток 5 А), после этого зарядное напряжение не должно превышать 13,8 В во время обычной зарядки, а на ускоренном третьем напряжении 15 В должен быть автоматический выключатель зарядки, когда зарядный ток достигает небольшого значения на конечной стадии зарядки и зависит от емкости аккумулятора и его температуры, ну и должно быть защищено от короткого замыкания и перегрузки, но это всё уже из области совсем других ЗУ.

Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!

Причины и признаки заряда АКБ

Автомобильная батарея при работающем моторе постоянно подзаряжается от генератора. В этом можно убедиться, проверив напряжение на клеммах при включенном двигателе. Вольтметр должен показать 13,5-14,5 В. Полная зарядка от генератора обеспечивается после поездки на расстояние 30 км по трассе или 30 минут передвижения в городе без остановки двигателя.

Простой, но надежный способ проверить батарею — измерить напряжение на клеммах дешевым китайским тестером, работающим от пальчиковых батареек или «Кроны».

По показаниям вольтметра судят о заряде аккумулятора:

• 12,6-12,7 В — полный;
• 12,3-12,4 — 75%;
• 12,0-12,1 — наполовину;
• 11,8-11,9 — 25%;
• меньше 11,6 В — глубоко разряжен.

Если показатели меньше 10,6 В, существует большой риск выхода батареи из строя. Особенно это касается необслуживаемой АКБ.

Причин разряда немало:

• старый изношенный аккумулятор, прослуживший много лет;
• сульфатация вследствие неправильной эксплуатации;
• АКБ долго не пользовались, особенно зимой;
• движение по городу, частые остановки;
• на стоянке не выключили приборы;
• повреждена проводка, неисправно электрооборудование.

Если лампочки на приборах тускло светят или гаснут после поворота ключа в замке зажигания, слышны щелчки втягивающего реле — это чаще всего признаки разряженности источника питания. Если нет возможности проверить состояние вольтметром, пробуют почистить контакты, поджать. Иногда АКБ не работает из-за окисленных или недостаточно затянутых клемм.

На современной базе

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

Простое недорогое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля на преобразователе напряжения TC43200

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

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

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

Схема простого ЗУ

Одной из самых популярных пуско-зарядных устройств является прибор, собранный на конденсаторной схеме. Он отличается достаточно высоким КПД, не выделяет во время эксплуатации тепло, отличается стабильным током, не зависящим от заряда и колебаний подачи, и защищен от коротких замыканий.

Поэтапная сборка

Создать один из вариантов пуско-зарядного устройства своими руками можно согласно следующей инструкции:

1. Выбирается подходящая схема прибора для зарядки аккумулятора (в данном случае конденсаторная).
2. Подбирается подходящий корпус, в котором можно разместить плату с деталями прибора и трансформатор. Им может стать корпус миллиамперметра, из которого убирают содержимое кроме стрелочного компонента.
3. Трансформатор крепят винтами на алюминиевую пластину, которая закрепляется к корпусу.
4. Вовнутрь корпуса устанавливают текстолитовую пластинку, с закрепленными на ней конденсаторами, реле, и другими деталями.
5. На корпус крепят регулятор напряжения и выводы для клемм.
6. Снаружи крепят массивный алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов, а также предохранитель и вилку для подачи питания.
7. Шкала вольтметра может не подойти для необходимых измерений, и тогда на плотной основе изготавливается новая и клеится поверх существующей.
8. Все детали соединяют друг с другом согласно схеме.
9. Провода с «крокодилами», идущие от ЗУ к АКБ, должны быть не менее 1 мм в сечении.

Оценка эффективности

Большинство самодельных автомобильных пуско-зарядных устройств имеют простую схему, достаточно надежны, не отличаются высоким КПД, но со своей задачей справляются.

При желании, эффективность прибора можно повысить за счет выбора более сложной схемы, которая даст возможность работы в различных режимах, в том числе и автоматическом, а также с функциями защиты от короткого замыкания, перегрева и перезаряда батареи.

Еще один вариант на видео

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 применен типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены последовательно, как показано на схеме. Так как КПД зарядного устройства не менее 0,8 и ток заряда обычно не превышает 6 А, то подойдет любой трансформатор мощностью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если нет готового трансформатора, то можно взять любой подходящий по мощности и перемотать вторичную обмотку. Рассчитать число витков вторичной обмотки трансформатора можно с помощью специального .

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора – зеленым. Вместо бинарного светодиода можно установить любых два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двухполярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12 В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.

Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12 В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток коммутации 10 А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.

Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10 А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.

ÐвÑомаÑиÑеÑÐºÐ°Ñ ÑегÑлиÑовка Ñока заÑÑдки

ÐеплоÑие ÑезÑлÑÑаÑÑ Ð¿Ð¾ÐºÐ°Ð·ÑваÑÑ ÑамоделÑнÑе заÑÑднÑе ÑÑÑÑойÑÑва Ð´Ð»Ñ Ð°Ð²ÑомобилÑнÑÑ Ð°ÐºÐºÑмÑлÑÑоÑов, имеÑÑие ÑÑнкÑÐ¸Ñ Ð°Ð²ÑомаÑиÑеÑкой ÑегÑлиÑовки Ñока. ÐеÑмоÑÑÑ Ð½Ð° кажÑÑÑÑÑÑ ÑложноÑÑÑ, ÑÑи ÑÑÑÑойÑÑва оÑÐµÐ½Ñ Ð¿ÑоÑÑÑ. ÐÑавда, поÑÑебÑÑÑÑÑ Ð½ÐµÐºÐ¾ÑоÑÑе компоненÑÑ. Ð ÑÑеме иÑполÑзÑÑÑÑÑ ÑÑабилизаÑоÑÑ Ñока, напÑÐ¸Ð¼ÐµÑ LM317, а Ñакже его аналоги. СÑÐ¾Ð¸Ñ Ð¾ÑмеÑиÑÑ, ÑÑо ÑÑÐ¾Ñ ÑÑабилизаÑÐ¾Ñ Ð·Ð°ÑлÑжил довеÑие Ñ ÑадиолÑбиÑелей. Ðн безоÑказнÑй и долговеÑнÑй, ÑаÑакÑеÑиÑÑики Ñ Ð½ÐµÐ³Ð¾ пÑевоÑÑодÑÑ Ð¾ÑеÑеÑÑвеннÑе аналоги.

ÐÑоме него, Ñакже поÑÑебÑеÑÑÑ ÑегÑлиÑÑемÑй ÑÑабилиÑÑон, напÑÐ¸Ð¼ÐµÑ TL431. ÐÑе микÑоÑÑÐµÐ¼Ñ Ð¸ ÑÑабилизаÑоÑÑ, иÑполÑзÑемÑе в конÑÑÑÑкÑии, необÑодимо монÑиÑоваÑÑ Ð½Ð° оÑделÑнÑе ÑадиаÑоÑÑ. ÐÑинÑип ÑабоÑÑ LM317 заклÑÑаеÑÑÑ Ð² Ñом, ÑÑо «лиÑнее» напÑÑжение пÑеобÑазÑеÑÑÑ Ð² Ñепло. СледоваÑелÑно, еÑли Ñ Ð²Ð°Ñ Ñ Ð²ÑÑода вÑпÑÑмиÑÐµÐ»Ñ Ð¸Ð´ÐµÑ Ð½Ðµ 12 Ð, а 15 Ð, Ñо «лиÑние» 3 РбÑдÑÑ ÑÑодиÑÑ Ð² ÑадиаÑоÑ. Ðногие ÑамоделÑнÑе заÑÑднÑе ÑÑÑÑойÑÑва Ð´Ð»Ñ Ð°Ð²ÑомобилÑнÑÑ Ð°ÐºÐºÑмÑлÑÑоÑов делаÑÑÑÑ Ð±ÐµÐ· ÑоблÑÐ´ÐµÐ½Ð¸Ñ ÑÑÑÐ¾Ð³Ð¸Ñ ÑÑебований к внеÑней оболоÑке, но лÑÑÑе, еÑли они бÑдÑÑ Ð·Ð°ÐºÐ»ÑÑÐµÐ½Ñ Ð² алÑминиевÑй коÑпÑÑ.

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов, идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала вольтметра и амперметра зарядного устройства

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

О тиристорном выпрямлении

Область применения управляемых тиристорных выпрямителей ограничена из-за создаваемых ими больших коммутационных помех на выпрямленном напряжении. Но в ЗУ эти помехи не помеха, АКБ погасит. Зато по прочим свойствам тиристорные выпрямители для заряда АКБ не просто подходят, но подходят идеально.

Дело в том, что после тиристорного выпрямления без сглаживания зарядный ток на АКБ подается короткими импульсами с обрезанным фронтом увеличенной (но не чрезмерно) амплитуды. Как следствие, зарядка для авто аккумулятора с тиристорным выпрямителем дает десульфатирующий эффект без каких-либо дополнительных премудростей

И, что тоже важно, вероятность ухода АКБ в саморазогрев при заряде от тиристорного ЗУ на порядок меньше: ненужная электрохимия успевает рассосаться в промежутках между импульсами. Еще плюс такой же, как у диодов Шоттки: радиатор для пары тиристоров нужен той же площади, что для сборки Шоттки

Простоты ради тиристорные ЗУ часто строят по схеме однополупериодного выпрямления, см. рис.:

Тиристорные зарядные устройства для автоаккумуляторов с однополупериодным выпрямлением

Нижняя схема самая дешевая, т.к. для управления силовым тиристором вместо маломощного тиристора используется его аналог на транзисторах, он вдвое-втрое дешевле. Схема справа вверху самая дорогая из-за совсем недешевого промышленного тиристора Т122-25, к которому нужен еще и антишумовой фильтр C1T1C2. В остальном эти ЗУ равноценны.

Недостаток у однополупериодных тиристорных ЗУ один, но фатальный – то самое однополупериодное выпрямление. Половина первичных полуволн тока пропадает. Чтобы не затягивать заряд вдвое, приходится соотв. увеличивать амплитуду зарядного импульса. Она выходит за допустимые пределы, и преимущества тиристорного выпрямления сводятся на нет. Наоборот, однополупериодное тиристорное ЗУ опаснее для АКБ, чем диодное.

Схемы ЗУ для автоаккумуляторов с двухполупериодным тиристорным выпрямлением сохраняют все его достоинства и лишены указанного выше недостатка. Но подход к построению тиристорного выпрямителя нужен соответственный. Напр., схема слева на рис. – типично любительская. Выпрямитель сделан аналогично диодному мосту, что вдвое увеличивает падение напряжения на нем и требует пары совсем ненужных довольно дорогих компонент. Коммутационные помехи от такого ЗУ сильные, и нужно мотать нетиповой трансформатор.

Схемы тиристорных зарядных устройств для автоаккумуляторов с двухполупериодным выпрямлением

Близка к оптимальной для тиристорных схема известной автозарядки Amperus, справа на рис. Ее авторы позаботились и о хорошей антишумовой развязке цепей управления, что позволяет использовать Amperus в квартире. Единственный небольшой недостаток – ток и напряжение заряда взаимозависимы, т.к. выставляются совместно резистором на 1 кОм. Поэтому использовать Amperus желательно с УЗ (см. выше).

Что такое автомобильное зарядное устройство

Зарядное устройство для автомобиля — это электронный прибор, при помощи которого восстанавливают работоспособность аккумулятора, подавая электроэнергию от сети 220 В. При этом напряжение понижается специальным трансформатором или импульсным блоком питания. Выпрямителем ток преобразуется из переменного в постоянный, стабилизируется. Чтобы контролировать процесс, большинство устройств оборудуют стрелочными или диодными вольтметрами.

Устройство подключают к сети через стандартный штепсельный разъем. На выходе — 2 зажима типа «крокодил», которые подсоединяют к клеммам АКБ.

Советы и рекомендации

Автозарядку рекомендуется делать универсальной, со многими функциями, чтобы использовать ее для разных аккумуляторов.

Схема преобразования 220 В до 16-18 В в зависимости от применяемых устройств бывает:

• с электромеханическим трансформатором;
• с использованием электронного трансформатора;
• без них.

Конденсаторы в большинстве случаев выпаивают из старых приборов

Обращают внимание на полярность: минусовый контакт обозначен на корпусе. Старые электролитические конденсаторы из советских радиоприборов не годятся

Они пересохли и не работают. Прошло слишком много времени, а конденсаторы сохраняют работоспособность до 25 лет.

У большинства трансформаторов, взятых из старых приборов, на выходе 24 В. Это много для АКБ на 12 В — требуется 16-18 В, при таком напряжении даже оставленная без присмотра батарея не закипит.

Самая простая защита от перезаряда — диоды Шоттки. Когда аккумулятор приближается к полной зарядке, они плавно закрываются, ток постепенно падает. Это также защита от переполюсовки. Полупроводники при этом сгорают, но купить новые дешевле, чем АКБ.

Простое зарядное устройство своими руками

Для изготовления данной зарядки потребуются элементы, которые можно найти в отслужившем телевизоре старого типа. Перед их монтажом в новую схему, детали необходимо проверить с помощью мультиметра.

Основной деталью схемы является силовой трансформатор, который можно найти не везде. Его маркировка: ТС-180-2. Трансформатор такого типа имеет 2 обмотки, напряжение которых составляет 6.4 и 4.7 В. Чтобы получить необходимую разность потенциалов, эти обмотки следует соединить последовательно – выход первой соединить со входом второй посредством пайки или обыкновенного клеммника.

Трансформатор типа ТС-180-2

Также понадобятся диоды типа Д242А в количестве четырёх штук. Так как данные элементы будут собраны в мостовую схему, потребуется отвод излишнего тепла от них во время работы. Поэтому также необходимо найти или приобрести 4 радиатора охлаждения для радиодеталей, площадью не менее 25 мм2.

Осталась только основа, для которой можно взять пластину из стеклотекстолита и 2 предохранителя, на 0.5 и 10А. Проводники допускается использовать любого сечения, только входной кабель должен быть не менее 2.5 мм2.

Последовательность сборки зарядного устройства:

1. Первым элементом в схеме необходимо собрать диодный мост. Собирается он по стандартной схеме. Места выводов должны быть опущены вниз, а все диоды надо разместить на радиаторах охлаждения.
2. От трансформатора, с выводов 10 и 10′ провести 2 провода ко входу диодного моста. Теперь следует немного доработать первичные обмотки трансформаторов, а для этого припаять между выводами 1 и 1′ перемычку.
3. Припаять входные проводе к выводам 2 и 2′. Входной провод можно сделать из любого кабеля, например, от или любого отслужившего бытового прибора. Если же в наличии есть только провод, то к нему необходимо присоединить вилку.
4. В разрыв провода, идущего до трансформатора, следует установить предохранитель, рассчитанный на 0.5А. В разрыв плюсового, который пойдёт непосредственно на клемму АКБ – предохранитель на 10А.
5. Минусовой провод, идущий от диодного моста, припаивают последовательно к обыкновенной лампе, рассчитанной на 12 В, мощностью не более 60 Вт. Это поможет не только контролировать зарядку аккумулятора, но и ограничить зарядный ток.

Все элементы данного зарядного устройства можно разместить в жестяном корпусе, также сделанном своими руками. Пластину стеклотекстолита закрепить болтами, а трансформатор смонтировать прямо на корпус, предварительно разместив между ним и жестью такую же стеклотекстолитовую пластину.

Игнорирование законов электротехники может привести к тому, что зарядное устройство будет постоянно выходить из строя. Поэтому заранее стоит распланировать мощность зарядки, в зависимости от которой и собирать схему. Если превысить мощность цепи, то должной зарядки АКБ не будет, если не будет превышения рабочего напряжения.

Источник