Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов – незаменимая вещь, которая должна иметься у каждого автолюбителя, не зависимо от того, на сколько аккумулятор хорош, поскольку подводить он может в самую неудобную минуту.
Конструкции многочисленных зарядных устройств мы неоднократно рассматривали на страницах сайта. Зарядное устройство по идее ничто иное как блок питания со стабилизацией тока и напряжения. Работает просто – мы знаем, что напряжение заряженного автомобильного аккумулятора около 14-14,4 Вольт, на зарядном устройстве нужно выставить именно это напряжение, дальше выставить желаемый ток заряда, в случае кислотных стартерных АКБ это десятая часть емкости аккумулятора, например – аккумулятор 60 А/ч, заряжаем его током 6 Ампер.
В итоге по мере заряда аккумулятора ток будет падать и со временем примет нулевое значение – как только аккумулятор заряжен. Такая система используется во всех зарядных устройствах, процесс заряда не нужно постоянно контролировать, поскольку все выходные параметры зарядного устройства стабильны и не зависят от перепадов сетевого напряжения.
Исходя из того становиться ясно, что для постройки зарядного устройства нужно иметь три узла.
1) Понижающий трансформатор либо импульсный источник питания плюс выпрямитель
2) Стабилизатор тока
3) Стабилизатор напряжения
С помощью последнего задается порог напряжения, до которого будет заряжаться аккумулятор и сегодня мы поговорим именно о стабилизаторе напряжения.
Система прсота до безобразия, всего 2 активных компонентов, минимальные затраты, ну а сборка займет не более 10 минут при наличии всех компонентов.
Что мы имеем. полевой транзистор в качестве силового элемента, регулируемый стабилитрон, который задает напряжение стабилизации, это напряжение можно выставить вручную, с помощью переменного (а лучше подстроечного, многооборотного) резистора 3,3кОм. На вход стабилизатора можно подавать напряжение до 50 Вольт, на выходе уже получаем стабильное напряжение нужного номинала.
Минимальное возможное напряжение 3Вольт (зависит от полевого транзистора) дело в том, что для того, чтобы полевой транзистор открылся на его затворе нужно иметь напряжение выше 3-х вольт (в некоторых случаях и больше) кроме полевых транзисторов, которые предназначены для работы в цепях с логическим уровнем управления.
Стабилизатор может коммутировать токи до 10 Ампер в зависимости от условий, в частности от типа полевого транзистора, от наличия радиатора и активного охлаждения.
Регулируемый стабилитрон TL431 популярная штука и встречается в любом компьютерном блоке питания, на нем построен контроль выходного напряжения, стоит рядом с оптопарой.
Разобрал одно из своих зарядных устройств, чтобы показать как выглядит стабилизатор, за качество монтажа строго судить не нужно, зарядник 2 года работает у друга без нареканий, делал его на скорую руку особо не заморачивался.
И ещё хочу отметить один момент, если вы решили поменять масло в своём автомобиле, то хочу порекомендовать отличный торговый дом “Маслёнка”, который занимается именно в этом направлении. Заходите и выбирайте индустриальное масло, здесь нет подделок…
ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Ниже описан вариант схемы , который, несмотря на большую сложность, проще в настройке благодаря использованию операционного усилителя для нормализации напряжения токоизмерительного шунта. В этой схеме в качестве шунта R13 можно использовать практически любой проволочный резистор сопротивлением 0,01 ... 0,1 Ом и мощностью 1 ... 5 Вт. Требуемое для нормальной регулировки тока в нагрузке напряжение 0 ... 0,6 В на выводе 1 микросхемы DA1 достигается соотношением сопротивлений резисторов R9 и R11. Сопротивления резисторов R11 и R12 должны быть одинаковыми и быть в пределах 0,5 ... 100 кОм. Сопротивление резистора R9 подсчитывают по формуле: R9 (Ом) = 0,1 * I вых. max (A) * R11 (Ом) / I вых. max (А) * R13 (Ом). Переменный резистор R2 может быть любым подходящим, с сопротивлением 1 ... 100 кОм. После выбора R2 рассчитывают требуемое значение сопротивления резистора R4, которое определяется по формуле: R4 (кОм) = R2 (кОм) * (5 В- 0,1 *I вых. max(A)) / 0,1 * I вых. max(A). Переменный резистор R14 также может быть любым подходящим с сопротивлением 1 ... 100 кОм. Сопротивление резистора R15 определяет верхнюю границу регулировки выходного напряжения. Номинал этого резистора должен быть таким, чтобы при максимальном выходном напряжении на движке резистора, в нижнем по схеме положении, напряжение составляло 5,00В. На рисунке показаны номиналы для максимального выходного тока 6А и максимального напряжения 15 В, но предельные значения этих параметров легко пересчитать согласно выше приведённым формулам.
Конструктивно основная часть схемы выполнена на печатной плате размером 45 х 58 мм. Остальные элементы: силовой трансформатор, диодный мост VD2, транзистор VT1, диод VD5, дроссель Др1, электролитические конденсаторы С2, С7, переменные резисторы и предохранители размещены методом объёмного монтажа в корпусе зарядного устройства. Такой подход позволил использовать в схеме разные по габаритам элементы и был вызван необходимостью тиражирования конструкции.
Требования к элементной базе описаны на предыдущих страницах. Правильно собранная схема начинает работать сразу и, практически, не требует наладки. Описанная конструкция, может использоваться не только в качестве зарядного устройства, но и лабораторного блока питания с регулируемым ограничением выходного тока.
ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов довольно распространены и каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Большинство простейших схем зарядных устройств построено по принципу регулятора напряжения с выходным узлом, собранным на тиристорах или мощных транзисторах. Эти схемы обладают существенными недостатками - ток заряда непостоянен и зависит от достигнутого на аккумуляторе напряжения. Большое количество схем не имеет защиты от короткого замыкания выхода, что приводит к пробою выходных силовых элементов. Предлагаемая схема лишена этих недостатков, достаточно надёжна (разработана в 1995 г. и изготовлена в количестве около 20 экземпляров, ни разу не выходивших из строя) и рассчитана на повторение радиолюбителями "среднего уровня".
Устройство обеспечивает ток заряда до 6А, контроль тока и напряжения с помощью стрелочного индикатора, защиту от короткого замыкания и автоматическое отключение через заданное время с помощью таймера. Схема состоит из формирователя пилообразного напряжения (транзисторы VT1, VT2), компаратора DA1, усилителя сигнала с токоизмерительного шунта на операционном усилителе DA2 и выходных силовых тиристоров VD5, VD6, которые установлены на небольшие радиаторы, в качестве которых можно использовать металлический корпус устройства. Настройка схемы производится в несколько этапов: 1. Осциллографом замеряется амплитуда "пилы" на переменном резисторе R6, которая должна быть около 2В, в противном случае подбором резистора R4 её доводят до этого значения. Далее нагружают шунт R18 током 6А и подбором резисторов R15, R17 добиваются уровня напряжения на входе 3 компаратора, равному амплитуде пилообразного напряжения (2В) - после этого зарядное устройство начинает нормально регулировать выходной ток. 2. К выходу устройства последовательно с внешним образцовым амперметром подключают заряжаемый аккумулятор, регулятором тока устанавливают значение 3 ... 6 А, а тумблер зарядного устройства переключают в положение "ток". Подбором резистора R14 добиваются правильных показаний тока по шкале встроенного прибора. 3. Аккумулятор подключают напрямую к выходу зарядного устройства и контролируют напряжение на нём с помощью внешнего образцового вольтметра. Подбором резистора R20 добиваются правильных показаний встроенного стрелочного прибора по шкале напряжений. На этом настройка закончена. В качестве измерительного прибора можно использовать любую доступную головку, линейную шкалу которой необходимо заранее подготовить. Шунт R18 можно изготовить из отрезка нихромовой проволоки диаметром около 2 мм и длиной около15 см. Точность установки сопротивления не играет большой роли, т.к. подбором резисторов R15, R17 устанавливается необходимая величина сигнала на выходе DA2 . При недостаточно надёжном запуске тиристоров конденсатор С6 можно удалить, а резистор R11 заменить на двухваттный, номиналом 510 Ом... 1кОм. Таймер отдельной настройки не требует, при желании его можно не изготавливать - остальная часть схемы не изменится. Основные электронные элементы собраны на печатной плате.
Эта схема прошла испытание временем, не содержит дефицитных или малораспространённых элементов, но за истекший период появилась новая доступная элементная база, позволяющая построить источники питания с более высокими характеристиками. Схемы, приведённые на следующих страницах раздела разрабатывались сравнительно недавно, используют доступные в настоящее время элементы и подходят для повторения радиолюбителями среднего уровня:
Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.
Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора
Список необходимых деталей:
- R1 = 4,7 кОм;
- Р1 = 10K подстроечный;
- T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
- Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
- TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
- Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
- Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
- C1 = 100uF/25V.
- R2, R3 — 3 кОм
- HL1 — АЛ307Г
- HL2 — АЛ307Б
В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».
Изменённая схема
Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.
Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.
Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.
При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.
При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.
Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!
Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com
Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки
Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.
Таблица напряжений и процент разряженности АКБ, не подключенных к зарядному устройству
П О П У Л Я Р Н О Е:
Описания осциллографических приставок к телевизору уже публиковались на страницах журнала («Радио», 1959, № 1; 1965, № 8 и др.). Однако в отличие от них предлагаемая приставка не требует вмешательства в схему телевизора (она подключается к антенному гнезду телевизора). Совместно с генератором качающейся частоты ее можно использовать для налаживания усилителей ПЧ радиоприемников.
Аккумулятор — достаточно дорогая деталь автомобиля. Поэтому за ней нужен уход и контроль! Ниже рассмотрим индикатор, который предназначен для контроля за напряжением автомобильной аккумуляторной батареи. Он контролирует напряжение бортовой сети автомобиля и от неё же питается.
При определённых условиях аккумулятор автомобиля разряжается. Это может произойти как из-за естественного износа детали, так и из-за неверной эксплуатации. К примеру, если оставить машину на зиму на автостоянке, вполне вероятно, что вам понадобится зарядное устройство, чтобы оживить автомобиль.
Внимание! Собрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора можно своими руками, главное, делать всё чётко по схеме.
Процесс разрядки аккумулятора
Перед тем как начать восстановление устройства, необходимо рассмотреть в деталях причину, которая привела к подобной ситуации. Схема работы довольно проста. Аккумулятор заряжается от генератора.
Чтобы выделение газов при зарядке не превысило допустимые нормы, устанавливается специальное реле. Оно обеспечивает нужный уровень подачи электроэнергии. Обычно данный показатель устанавливается на отметке в 14,1 В. Допускается погрешность в пределах 0,2 В.
Тем не менее, чтобы автомобильный аккумулятор зарядился полностью, необходимо зарядное устройство с выдаваемой мощностью 14,5 В, его схема довольно проста. Неудивительно, что сделать аппарат под силу практически каждому автомобилисту.
Если на улице плюсовая температура, то запустить машину может наполовину заряженный аккумулятор. К сожалению, зимой в такой же ситуации у вас могут возникнуть серьёзные проблемы. Дело в том, что когда за окном -20 ёмкость батареи уменьшается в два раза. Неудивительно, что при таком раскладе большинство автомобилистов задумывается о схеме зарядного устройства для аккумулятора, которое можно было бы легко собрать.
Под влиянием отрицательных температур вязкость смазки увеличивается. Также растёт сила пусковых токов. В результате запустить автомобиль без прикуривания не получится. Конечно же, до подобного лучше не доводить.
Важно! Перед зимой лучшей профилактикой аккумулятора будет зарядка посредством зарядного устройства, которое вы собрали на основе одной из представленных в статье схем.
Безусловно, зарядное устройство для аккумулятора можно приобрести в магазине, но его стоимость не мала. Пожалуй, именно по этой причине всё больше автомобилистов обращаются к старым схемам, которые позволяют собрать работающее устройство своими руками за несколько часов.
Про зарядные устройства для автомобиля
При желании и некотором проворстве зарядить аккумулятор можно даже посредством одного диода. Правда, для этого понадобится ещё и обогреватель, но обычно он есть в каждом гараже.
Схема включения столь примитивного зарядного устройства довольно проста. Аккумулятор подключается через диод к электрической сети. Мощность обогревателя может находиться в диапазоне 1—2 киловатт. Пятнадцати часов такой терапии достаточно, чтобы вернуть аккумулятор к жизни.
Важно! КПД зарядного устройства, электрическая схема которого состоит из обогревателя и диода, составляет всего 1 процент.
Если в качестве альтернативы рассматривать зарядные устройства, в рабочих схемах которых есть транзисторы, то подобные аппараты отличаются тем, что выделяют огромное количество тепла. Также они подвержены риску короткого замыкания. Особенно дорого при их использовании стоит ошибка выбора полярности при подключении к контактам батареи.
Часто водители при создании зарядного устройства используют схемы, включающие тиристоры. К сожалению, они не способны обеспечить высокую стабильность тока, подаваемого на батарею.
Ещё одним весомым недостатком схем зарядного устройства с тиристорами, является акустический шум. Нельзя обойти вниманием и радиопомехи, способные повлиять на работу мобильных телефонов или другой радиотехники.
Важно! Существенно снизить радиопомехи от зарядного устройства с тиристорами позволяет ферритовое кольцо. Его нужно надеть на сетевой провод.
Какие схемы пользуются популярностью в интернете
Существует множество технических решений, каждое из которых обладает своими плюсами и минусами. Чаще всего в интернете можно найти схему зарядного устройства из блока питания компьютера.
В подобном решении есть несколько важных нюансов. Многие автомобилисты выбирают именно такой путь создания устройства для подзарядки потому, что структурные схемы блоков питания для компьютеров идентичны друг другу. Тем не менее электрические схемы у них разные. Поэтому для того чтобы работать с устройствами такого класса необходимо профильное образование. Самоучкам и аматорам будет довольно тяжело справиться с подобной работой.
Лучше сосредоточить своё внимание на конденсаторной схеме. Она имеет следующие плюсы:
- Во-первых, она даёт сравнительно высокий КПД.
- Во-вторых, такая конструкция выделяет минимум тепла.
- В-третьих, гарантирует стабильный источник тока.
- Четвёртым неоспоримым преимуществом является довольно неплохая защита от случайного замыкания.
К сожалению, без недостатков обойтись не получилось. Иногда при работе данного зарядного устройства наблюдается пропажа контакта с аккумулятором. Как результат напряжение возрастает в несколько раз. При этом образуется резонансный контур. Это выводит из строя всю схему.
Действующие схемы
Общая структура
Несмотря на кажущуюся сложность, данная структура довольно проста в создании. Фактически она состоит из нескольких законченных систем. Если вы не чувствуете в себе уверенности, которая позволит вам её собрать. Можно упразднить некоторые элементы, сохранив при этом большую часть производительности.
К примеру, можно исключить из данного рисунка все элементы, которые отвечают за автоматическое отключение. Это позволит в значительной мере упростить процесс радиотехнических работ.
Важно! В общей структуре особую роль играет электротехническая система, отвечающая за защиту от неправильного подключения полюсов.
В качестве защиты зарядного устройства от неправильного подключения полюсов используется реле. В таком случае при неправильном подключении диод не пропустит ток, и схема сохранит свою работоспособность.
При условии, что все контакты подключены правильно, ток поступает на клеммы и устройство обеспечивает питание автомобильной батареи. Систему защиты такого типа можно использовать с тиристорным и транзисторным оборудованием.
Балластные конденсаторы
Когда вы делаете зарядную систему конденсаторного типа — особое внимание нужно уделить радиотехнической структуре, отвечающей за стабилизацию силы тока. Лучше всего организовать её работу при помощи последовательного включения первичной обмотки T1 и конденсаторов С4-С9.
Важно! Увеличение ёмкости конденсатора позволяет добиться роста мощности тока.
На рисунке выше представлена полностью готовая электротехническая структура, способная зарядить батарею. Единственное, что нужно — это диодный мост. Правда, стоит отметить, что надёжность данной система крайне низкая . Малейшее нарушение контакта приводит к поломке трансформатора.
Номинал конденсатора напрямую зависит от заряда батареи, зависимость следующая:
- 0,5 А — 1 мкF;
- 1 А — 3, 4 мкF;
- 2 А — 8 мкF;
- 4 А — 16 мкF;
- 8 А — 32 мкF.
Конденсаторы лучше всего подключать группами параллельно друг другу. В качестве переключателя можно задействовать двухгалетный аппарат. Иногда инженеры в своих схемах используют тумблеры.
Итоги
Есть множество простых схем зарядного устройства для аккумулятора. Для того чтобы сделать их своими руками не нужны какие-либо специальные радиотехнические знания. Достаточно усидчивости и желания без затрат восстановить автомобильную батарею. Практичнее всего использовать конденсаторную схему. Она имеет высокий КПД и хорошо противостоит коротким замыканиям.
Загрузка...