Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с одним диодом

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

Поделки своими руками для автолюбителей

Мощное, автоматическое, зарядное устройство для авто

Сегодня расскажу, как из подручного хлама собрать мощное, зарядное устройство для автомобиля. Основные требования к нему были следующие, сверхвысокая надежность, чтобы без проблем работало при минусовых температурах,

не боялась коротких замыканий, переполюсовки питания и самое важное — оно должно быть автоматическим, и отключаться при полной зарядке аккумулятора. Я думаю и так понятно, что там должна быть еще и крутилка, которая регулирует ток заряда.

Из дополнительных критерий, при необходимости должно помогать аккумулятору во время пуска двигателя, то есть почти что пуско-зарядное, одним словом нужна зарядка со всеми удобствами, чтобы никогда не ломалась, короче зарядка для мужика в гараж.

Я сразу определился, что зарядку буду делать на основе старого, доброго железного трансформатора, который гораздо надежнее всех этих ваших импульсных штуковин.

Дабы не нарушать традиции, схемы управления будет не менее надежной, на тиристорах.

В этой статье мы соберем схему, изучим её работу и проверим в деле, а вот в следующей подумаем о корпусе, монтаже в целом, определимся с выбором трансформатора, одним словом получим законченный прибор.

Когда-то, такие зарядные устройства выпускались серийно, сейчас их позабыли и причина не в том, что они плохие, просто это не совсем выгодно с экономической точки зрения, весь мир давно перешел на импульсную технику.

Для сравнения вот железный сетевой трансформатор где-то на 200 ватт,

а вот импульсной с такой же мощностью,

размеры и вес отличаются в десятки раз, меди в импульсном трансформаторе тоже на порядки меньше.

За основу была взята схема промышленного зарядного устройства Ресурс-1, в советские времена данная зарядка была можно сказать народной,

схему я перерисовал и перевёл на импортную элементную базу, рассматривать будем именно её,

она обладает всеми необходимыми опциями, отключает аккумулятор при полном заряде, не боится переполюсовки и коротких замыканий, обеспечивает плавную регулировку зарядного тока.

Правда исходная схема рассчитана на ток заряда чуть больше 6 ампер, а нам нужна такая ядерная зарядка, которая при необходимости должна выдавать гораздо большие токи.

В исходной схеме я указал компоненты, которые необходимы для получения токов под 10 ампер, но в итоге силовые диоды и тиристоры поставлю 80-и амперные.

Ну а теперь по традиции, давайте рассмотрим принцип работы этой схемы.

На тиристорах и диодах собран регулируемый выпрямитель, а точнее за регулировку отвечают только тиристоры, нашими тиристорами управляет вот этот кусок схемы

представляющий собой релаксационный генератор. Он вырабатывает импульсы с определенной частотой, эту частоту можно регулировать переменным резистором.

Сигнал с генератора через разделительные конденсаторы попадает на выводы управления тиристоров, те открываясь в определенной точке синусоиды, обрезают её, следовательно изменяется и мощность на выходе выпрямителя.

Фактически наша схема представляет собой фазо-импульсный регулятор мощности. За счёт импульсного режима работой КПД схемы очень высокая, но все же силовые компоненты нуждаются в радиаторе, если собираетесь гонять устройство на больших токах.

Следующий кусок схемы — системы автоматики.

Важно заметить, что если выключатель замкнут, автоматика отключается и вы получаете просто регулятор мощности.

В ручном режиме, когда автоматика отключена, зарядка способна работать без подключенного аккумулятора, в этом режиме мы лишаемся защит, поэтому данный режим советую активировать только в том случае, если есть необходимость проверить на работоспособность например лампочку или же само зарядное устройство.

Регулировка тока в данном режиме также работает, но не так хорошо как с подключенным аккумулятором.

В этом режиме свечение светодиодного индикатора в зависимости от тока будет меняться, в автоматическом же режиме данные светодиод сработает резко, по завершению процесса заряда.

При размыкании выключателя устройство работает в режиме автомат, сработает схема только при подключенном аккумуляторе и будет обладать всеми защитами, и авто выключением. В этом режиме схема управления будет питаться от самого аккумулятора.

По входу установлен защитный диод,

если вы перепутаете полярность диод попросту не откроется и схема управления не запустится — это защита от обратной полярности.

А защиты от коротких замыканий работает ещё проще, без аккумулятора на выходе попросту нет никакого напряжения и как бы вы ни каратели провода даже искры не увидите, важно также заметить, что схема заведётся если аккум очень дохлый, так как работа системы управления начинается при напряжении от 4-5 вольт.

Рассмотрим работу схемы в режиме автомата.

В этом режиме выключатель должен быть разомкнут,

при подключении аккумуляторной батареи питание поступит на схему автоматики, сразу сработают указанные два транзистора (VT4, VT2), питание через VT4 транзистор, будет подана на схему релаксационного генератора и тот начнёт вырабатывать импульсы управления для тиристоров.

Масса питания для данного генератора будет формировано выпрямительными диоды, начнётся процесс заряда аккумулятора, по мере заряда напряжение на нём будет расти, как только напряжение на АКБ дойдёт до порога, который зависит от типа аккумулятора и выставляется указанным подстроечным резистором R2, пробьёт стабилитрон и откроется VT1- транзистор.

Он сразу же закроет последующей транзистор положительным сигналом, также параллельно засветится светодиодный индикатор, который играет двойную роль, является индикатором окончания заряда, а еще питание по нему поступит на базу ключа VT3 и тот сработает.

Срабатывая через его открытый переход база транзистора VT4 будет зашунтирована на плюс питания и тот надежно закроется, следовательно подача питания на релаксационный генератор прекращается и тиристоры закроются.

Схема прекратит работу, вот и весь принцип. Необходимо также указать, что в некоторых источниках встречается не правильная схема, в которой стабилитрон подключен неправильно,

в случае такого подключения схема работает некорректно, так как стабилитрон будет работать чисто как диод

в общем схема, которая шла с родной зарядкой — правильная, стабилитрон подключается именно катодом к базе транзистора.

О компонентах, в схеме я использовал гораздо более надежные транзисторы средней мощности BD139-140, да, в этом особого смысла не было, но всё же, это лучше чем родные.

Необходимо также указать, что перед пайкой подстроечного резистора на плату,

его нужно выкрутить на середину.

После полной сборки, работу системы автоматики можно проверить без подключения силового узла,

для этого подключаем на место аккумулятора лабораторный блок питания, на котором необходимо выставить около 14.4 вольта, то есть напряжение окончания заряда, но всё зависит от типа вашего аккумулятора.

далее, медленно вращаем подстрочный, многооборотный резистор до того момента,

когда вспыхнет светодиод, этим наладка завершена.

По поводу печатной платы, старался сделать её компактной.

• 
• 

Так как зарядка делалась для себя, я даже не поленился и нанёс шелкографию, также в конце покрыл плату лаком.

Теперь остается подключить силовые тиристоры с диодами ну и конечно же трансформатор. Как сказал ранее в моём варианте будут использованы миниатюрные, но очень мощные тиристоры с током 80 ампер, диоды также 80-амперные.

Учитывая тип выпрямителя и то что на самом деле силовые компоненты терпят токи побольше максимальных значений, а также то, что пуск двигателя длится небольшое время, с хорошим трансформатором такая штука может запустить двигатель авто, но только в том случае, если параллельно установлен аккумулятор и тот не очень дохлый.

А так, ничто не мешает влепить к примеру вот такие тиристоры с диодами

и примерно 3 — киловаттный трансформатор и получив пускач, который любой движок легкового автомобиля запустит даже без аккумулятора, но без аккума запускать двигатель я крайне не советую, так как выходное напряжение пульсирующие и значение этих пульсаций может быть опасным для электроники автомобиля, а аккумулятор всё это сгладит.

Основной, силовой трансформатор должен обеспечить на вторичной обмотке напряжение около 18 вольт, с током выше 7 — 8 ампер.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Не забываем, что мы работаем с сетевым устройством и соблюдаем правила безопасности, а первый запуск устройства делаем со страховочной сетевой лампой ватт на 40-60, которую необходимо включить на место предохранителя.

Переключаем устройство в автоматический режим и посмотрим до какого напряжения будет заряжен аккумулятор.

Мультиметр будет показывать напряжение на аккумуляторе,

токовые клещи показывают ток заряда,

как видим при достижении на нашем аккумуляторе напряжения около 14 с половиной вольт сработала автоматика

и заряд прекратился, одним словом всё работает отлично.

Ток заряда тоже регулируется, минимальный ток не нулевой, но в случае автомобильной зарядки этого и не нужно. Защита также работает исправно. Вот такая получилась зарядка, на все случаи жизни). Теперь осталось это всё впихнуть в какой-либо корпус, но об этом поговорим в другой раз.

Источник