Проблеми з акумуляторами — не таке рідкісне явище. Для відновлення працездатності необхідна дозарядка, але нормальна зарядка коштує пристойних грошей, а зробити її можна з підручного «мотлоху». Найголовніше – знайти трансформатор з потрібними характеристиками, а зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками – справа буквально пари годинників (за наявності всіх необхідних деталей).
Процес заряджання акумуляторів повинен проходити за певними правилами. Причому процес заряду залежить від виду батареї. Порушення цих правил призводить до зменшення ємності та терміну експлуатації. Тому параметри зарядного пристрою для автомобільного акумулятора підбираються для кожного конкретного випадку. Таку можливість надає складне ЗУ з регульованими параметрами або придбане спеціально під цю батарею. Є й практичніший варіант — зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками. Щоб знати, які параметри повинні бути трохи теорії.
Види зарядних пристроїв для акумуляторних батарей
Заряд акумулятора – процес відновлення витраченої ємності. Для цього на клеми акумулятора подається напруга, що трохи перевищує робочі показники АБ. Подаватись може:
- Постійний струм. Час заряду - не менше 10 годин, протягом усього цього часу подається фіксований струм, напруга змінюється від 13,8-14,4 на початку процесу до 12,8 в самому кінці. За такого виду заряд накопичується поступово, тримається довше. Недолік цього способу - необхідно контролювати процес, вчасно відключити зарядний пристрій, тому що при перезарядженні електроліт може закипіти, що суттєво знизить його робочий ресурс.
- Постійна напруга. При заряді постійною напругою ЗУ видає весь час напругу 14,4 В, а струм змінюється від великих значень в перші години заряду до дуже невеликих - в останні. Тому перезарядження АБ не буде (хіба що ви залишите його на кілька діб). Позитивний момент цього способу - час заряду зменшується (90-95% можна набрати за 7-8 годин) і акумулятор, що заряджається, можна залишити без нагляду. Але такий «екстренний» режим відновлення заряду погано впливає термін служби. При частому використанні постійною напругою АБ розряджається швидше.
Загалом, якщо не потрібно поспішати, краще використовувати заряд постійним струмом. Якщо потрібно за короткий час відновити працездатність акумулятора, подавайте постійну напругу. Якщо говорити про те, який краще зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками, відповідь однозначна - потік, що подає постійний струм. Схеми будуть простими, що складаються з доступних елементів.
Як визначити потрібні параметри під час заряджання постійним струмом
Досвідченим шляхом встановлено, що заряджати автомобільні свинцеві кислотні акумулятори(їх більшість) необхідно струмом, що не перевищує 10% від ємності батарей. Якщо ємність АБ, що заряджається, 55 А/год, максимальний струм заряду буде 5,5 А; при ємності 70 А/год - 7 А і т.д. При цьому можна ставити трохи менший струм. Заряд йтиме, але повільніше. Він накопичуватиметься навіть якщо струм заряду буде 0,1 А. Просто для відновлення ємності знадобиться дуже багато часу.
Так як у розрахунках приймають, що струм заряду становить 10%, отримуємо мінімальний час заряду – 10 годин. Але це при повному розряді акумулятора, а його допускати не можна. Тому фактичний час заряду залежить від "глибини" розряду. Визначити глибину розряду можна, вимірявши вольтаж на АБ до початку заряду:
Щоб розрахувати приблизний час заряду АБ, треба дізнатися різницю між максимальним зарядом батареї (12,8 В) та поточним її вольтажом. Помноживши цифру на 10, отримаємо час у годинах. Наприклад, напруга на акумуляторі перед зарядом 11,9 В. Знаходимо різницю: 12,8 - 11,9 В = 0,8 В. Помноживши цю цифру на 10, отримуємо що час заряду буде близько 8 годин. Це за умови, що будемо подавати струм, який становить 10% від ємності батареї.
Схеми зарядного пристрою для авто АБ
Для заряду акумуляторів зазвичай використовується побутова мережа 220 В, яка перетворюється на знижену напругу за допомогою перетворювача.
Прості схеми
Найбільш простий та ефективний спосіб - використання понижуючого трансформатора. Саме він знижує 220 В до 13-15 В. Такі трансформатори можна знайти в старих лампових телевізорах (ТС-180-2), комп'ютерних блоках живлення, знайти на «розвалах» блошиного ринку.
Але на виході трансформатора виходить змінна напруга, яку необхідно випрямити. Роблять це за допомогою:
У наведених схемах присутні також запобіжники (1 А) та вимірювальні прилади. Вони дають змогу контролювати процес заряду. Їх зі схеми можна виключити, але доведеться періодично використовувати контролю мультиметр. З контролем напруги це ще терпимо (просто приставляти до клем щупи), то контролювати струм складно - у цьому режимі вимірювальний прилад включають у розрив ланцюга. Тобто доведеться щоразу вимикати живлення, ставити мультиметр у режимі вимірювання струму, включати живлення. розбирати вимірювальний ланцюг у зворотному порядку. Тому використання хоча б амперметра на 10 А — дуже бажане.
Недоліки цих схем є очевидними — немає можливості регулювати параметри заряду. Тобто, при виборі елементної бази вибирайте параметри так, щоб на виході сила струму була 10% від ємності вашого акумулятора (або трохи менше). Напруга ви знаєте - бажано в межах 13,2-14,4 В. Що робити, якщо струм виходить більше бажаного? Додати до схеми резистор. Його ставлять на плюсовому виході діодного моста перед амперметром. Опір підбираєте "за місцем", орієнтуючись на струм, потужність резистора - побільше, так як на них буде розсіюватися зайвий заряд (10-20 ВТ або близько того).
І ще один момент: зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками, зроблений за цими схемами, швидше за все, сильно грітиметься. Тому бажано додати кулер. Його можна вставити у схему після діодного мосту.
Схеми з можливістю регулювання
Як уже казали, нестача всіх цих схем — у неможливості регулювання струму. Єдина можливість – змінювати опори. До речі, можна поставити тут змінний підстроювальний резистор. Це буде найпростіший вихід. Але більш надійно реалізовано ручне регулювання струму у схемі з двома транзисторами та підстроювальним резистором.
Струм заряду змінюється змінним резистором. Він стоїть вже після складеного транзистора VT1-VT2, тому струм через нього протікає невеликий. Тому потужність може бути близько 0,5-1 Вт. Його номінал залежить від вибраних транзисторів, що підбирається досвідченим шляхом (1-4,7 кОм).
Трансформатор потужністю 250-500 Вт, вторинна обмотка 15-17 В. Діодний міст збирається на діодах з робочим струмом 5А та вище.
Транзистор VT1 - П210, VT2 вибирається з декількох варіантів: германієві П13 - П17; кремнієві КТ814, КТ 816. Для відведення тепла встановлювати на металевій пластині або радіаторі (не менше 300 см2).
Запобіжники: на вході ПР1 – на 1 А, на виході ПР2 – на 5 А. Також у схемі є сигнальні лампи – наявності напруги 220 В (HI1) та струму заряду (HI2). Тут можна ставити будь-які лампи на 24 В (у тому числі світлодіоди).
Відео на тему
Зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками – популярна тема для автолюбителів. Звідки тільки не витягають трансформатори — з блоків живлення, мікрохвильових печей.. навіть мотають самі. Схеми реалізуються не найскладніші. Тож навіть без навичок у електротехніці можна впоратися самостійно.
Багато автолюбителів чудово знають, що для продовження терміну служби акумуляторної батареї потрібна періодична її саме від зарядного пристрою, а не від генератора автомобіля.
І чим більший термін служби акумулятора, тим частіше його потрібно заряджати, щоб відновлювати заряд.
Без зарядних пристроїв не обійтися
Для виконання цієї операції, як вже зазначено, використовуються зарядні пристрої, що працюють від мережі 220 В. Таких пристроїв на автомобільному ринку дуже багато, вони можуть мати різні корисні додаткові функції.
Однак усі вони виконують одну роботу – перетворюють змінну напругу 220 В на постійну – 13,8-14,4 В.
У деяких моделях сила струму під час заряджання регулюється вручну, але є й моделі з повністю автоматичною роботою.
З усіх недоліків покупних зарядних пристроїв можна відзначити високу їх вартість, і чим «наворочений» прилад, тим ціна на нього вища.
Адже у багатьох під рукою є велика кількість електроприладів, складові яких цілком можуть підійти для створення саморобного зарядного пристрою.
Так, саморобний прилад виглядатиме не так презентабельно, як покупний, але його завдання - заряджати АКБ, а не «красуватися» на полиці.
Одними з найважливіших умов при створенні зарядного пристрою – це хоч початкове знання електротехніки та радіоелектроніки, а також уміння тримати в руках паяльник та вміти правильно ним користуватися.
ЗУ із лампового телевізора
Першою буде схема, мабуть, найпростіша, і впоратися з нею зможе практично будь-який автолюбитель.
Для виготовлення найпростішого зарядного пристрою знадобиться лише дві складові - трансформатор і випрямляч.
Головна умова, якою має відповідати зарядний пристрій, - це сила струму на виході з приладу повинна становити 10% від ємності АКБ.
Тобто, найчастіше на легкових авто застосовується батарея на 60 Ач, тому на виході з приладу сила струму повинна бути на рівні 6 А. При цьому напруга 13,8-14,2 В.
Якщо в когось стоїть старий непотрібний радянський ламповий телевізор, то краще трансформатора, ніж з нього не знайти.
Принципова схема зарядного пристрою з телевізора має такий вигляд.
Найчастіше на таких телевізорах встановлювався трансформатор ТС-180. Особливістю його була наявність двох вторинних обмоток, по 6,4 і силою струму 4,7 А. Первинна обмотка теж складається з двох частин.
Спочатку потрібно виконати послідовне підключення обмоток. Зручність робіт з таким трансформатором у тому, що кожен із висновків обмотки має своє позначення.
Для послідовного з'єднання вторинної обмотки потрібно з'єднати між собою висновки 9 і 9'.
А до висновків 10 і 10' – припаяти два відрізки мідного дроту. Усі дроти, які припаюються до висновків, повинні мати переріз не менше 2,5 мм. кв.
Що стосується первинної обмотки, то для послідовного з'єднання потрібно з'єднати між собою висновки 1 і 1'. Провід з вилкою для підключення до мережі потрібно припаяти до висновків 2 і 2. На цьому із трансформатором роботи завершено.
На схемі вказано, як має здійснюватися підключення діодів – до діодного мосту припаюються дроти, що йдуть від висновків 10 і 10', а також дроти, які йдуть до АКБ.
Не варто забувати і про запобіжників. Один із них рекомендується встановити на «плюсовому» виведенні з діодного мосту. Цей запобіжник має бути розрахований струм не більше 10 А. Другий запобіжник (на 0,5 А) потрібно встановити на виведенні 2 трансформатора.
Перед початком зарядки краще перевірити працездатність пристрою та перевірити його вихідні параметри за допомогою амперметра та вольтметра.
Іноді буває, що сила струму трохи більше, ніж потрібно, тому деякі в ланцюг встановити 12-вольтову лампу розжарювання з потужністю від 21 до 60 Ватт. Ця лампа «забере» він надлишки сили струму.
ЗУ із мікрохвильової печі
Деякі автолюбителі використовують трансформатор від зламаної мікрохвильової печі. Але цей трансформатор потрібно буде переробляти, оскільки він підвищує, а не знижує.
Необов'язково, щоб трансформатор був справний, оскільки в ньому найчастіше згоряє вторинна обмотка, яку в процесі створення пристрою все одно доведеться видаляти.
Переробка трансформатора зводиться до повного видалення вторинної обмотки і намотки нової.
Як нова обмотка використовується ізольований провід перетином не менше 2,0 мм. кв.
При намотуванні потрібно визначитися з кількістю витків. Можна зробити це експериментально - намотати на сердечник 10 витків нового дроту, після чого до його кінців приєднати вольтметр і спробувати трансформатор.
За показаннями вольтметра визначається, яка напруга на виході забезпечують ці десять витків.
Наприклад, виміри показали, що у виході є 2,0 У. Отже, 12В на виході забезпечать 60 витків, а 13 У – 65 витків. Як ви зрозуміли, 5 витків додає 1 вольт.
Варто вказати, що складання такого зарядного пристрою краще робити якісно, потім усі складові помістити в корпус, який можна виготовити з підручних матеріалів. Або змонтувати на основу.
Обов'язково слід позначити де «плюсовий» провід, а де - «мінусовий», щоб не «переплюсувати», і не вивести з ладу прилад.
ЗУ із блоку живлення АТХ (для підготовлених)
Більш складну схему має зарядний пристрій, виготовлений із комп'ютерного блоку живлення.
Для виготовлення пристрою підійдуть блоки потужністю не менше 200 Ватт моделей АТ або АТХ, що управляються контролером TL494 або КА7500. Важливо, щоб блок живлення повністю справний. Не погано себе показала модель ST-230WHF із старих ПК.
Фрагмент схеми такого зарядного пристрою представлена нижче, за нею і працюватимемо.
Крім блоку живлення також буде потрібна наявність потенціометра-регулятора, підстроювальний резистор на 27 кОм, два резистори потужністю 5 Вт (5WR2J) і опором 0,2 Ом або один С5-16МВ.
Початковий етап робіт зводиться до відключення всього непотрібного, якими є дроти «-5», «+5», «-12» і «+12».
Резистор, вказаний на схемі як R1 (він забезпечує подачу напруги +5 на висновок 1 контролера TL494) потрібно випаяти, а на його місце впаяти підготовлений підстроювальний резистор на 27 кОм. На верхній вихід цього резистора потрібно підвести шину +12 В.
Висновок 16 контролера слід від'єднати від загального дроту, а також перерізати сполуки висновків 14 і 15.
У задню стінку корпусу блока живлення необхідно встановити потенціометр-регулятор (на схемі – R10). Встановлювати його потрібно на ізоляційну пластину, щоб він не торкався корпусу блоку.
Через цю стінку слід вивести проводку для підключення до мережі, а також проводи для підключення АКБ.
Щоб забезпечити зручність регулювання приладу з двох резисторів на 5 Вт на окремій платі потрібно зробити блок резисторів, підключених паралельно, що забезпечить на виході 10 Вт з опором 0,1 Ом.
Потім слід перевірити правильність з'єднання всіх висновків та працездатність приладу.
Фінальною роботою перед завершенням складання є калібрування пристрою.
Для цього ручку потенціометра слід встановити у середнє положення. Після цього на підстроювальному резистори слід встановити напругу холостого ходу на рівні 13,8-14,2 В.
Якщо все правильно виконати, то на початку зарядки батареї на неї буде подаватися напруга 12,4 В з силою струму 5,5 А.
У міру заряджання АКБ напруга зростатиме до значення, встановленого на підстроювальному резистори. Як тільки напруга досягне цього значення, сила струму почне знижуватись.
Якщо всі робочі параметри сходяться і прилад працює нормально, залишається тільки закрити корпус, щоб запобігти пошкодженню внутрішніх елементів.
Даний пристрій з блоку АТХ дуже зручний, оскільки при досягненні повного заряду батареї автоматично перейде в режим стабілізації напруги. Тобто перезаряджання АКБ повністю виключається.
Для зручності робіт можна додатково оснастити прилад вольтметром і амперметром.
Підсумок
Це лише кілька видів зарядних пристроїв, які можна виготовити в домашніх умовах з підручних засобів, хоча їх варіантів значно більше.
Особливо це стосується зарядних пристроїв, які виготовляються із блоків живлення комп'ютера.
Якщо у вас є досвід у виготовленні таких пристроїв ділитесь ним у коментарях, багато хто буде дуже вдячний за це.
Акумуляторами в електротехніці прийнято називати хімічні джерела струму, які можуть поповнювати, відновлювати витрачену енергію за рахунок застосування зовнішнього електричного поля.
Пристрої, якими подають електроенергію на пластини акумулятора, називають зарядними: вони наводять джерело струму в робочий стан, заряджають його. Щоб правильно експлуатувати АКБ, необхідно представляти принципи їх роботи та зарядного пристрою.
Як працює акумулятор
Хімічний джерело струму, що рециркулюється, при експлуатації може:
1. живити підключене навантаження, наприклад лампочку, двигун, мобільний телефон та інші прилади, витрачаючи свій запас електричної енергії;
2. споживати підключену щодо нього зовнішню електроенергію, витрачаючи їх у відновлення резерву своєї емкости.
У першому випадку акумулятор розряджається, а в другому отримує заряд. Існує багато конструкцій акумуляторів, проте принципи роботи у них загальні. Розберемо це питання з прикладу нікель-кадмієвих пластин, поміщених у розчин електроліту.
Розряд акумулятора
Одночасно працюють два електричні ланцюжки:
1. зовнішня, прикладена на вихідні клеми;
2. внутрішня.
При розряді на лампочку у зовнішній прикладеній схемі з проводів і нитки розжарення протікає струм, утворений рухом електронів у металах, а у внутрішній частині – переміщуються аніони та катіони через електроліт.
Оксиди нікелю з додаванням графіту складають основу позитивно зарядженої пластини, а кадмій губчастий використовується на негативному електроді.
При розряді акумулятора частина активного кисню оксидів нікелю переміщається в електроліт і рухається на пластину з кадмієм, де його окислює, знижуючи загальну ємність.
Заряд акумулятора
Навантаження з вихідних клем для зарядки найчастіше знімають, хоча на практиці використовується метод при підключеному навантаженні, як на акумуляторі автомобіля, що рухається, або поставленого на зарядку мобільного телефону, по якому ведеться розмова.
На клеми акумулятора підводиться напруга від стороннього джерела вищої потужності. Воно має вигляд постійної або згладженої форми, що пульсує, перевищує різницю потенціалів між електродами, однополярно з ними спрямовано.
Ця енергія змушує текти струм у внутрішньому ланцюжку акумулятора в напрямку, протилежному до розряду, коли частинки активного кисню «видавлюються» з губчастого кадмію і через електроліт надходять на своє колишнє місце. За рахунок цього відбувається відновлення витраченої ємності.
Під час заряду та розряду змінюється хімічний склад пластин, а електроліт служить передавальним середовищем для проходження аніонів та катіонів. Інтенсивність електричного струму, що проходить у внутрішньому ланцюгу, впливає на швидкість відновлення властивостей пластин при заряді і швидкість розряду.
Прискорене перебіг процесів веде до бурхливого виділення газів, зайвого нагрівання, здатного деформувати конструкцію пластин, порушити їхній механічний стан.
Занадто маленькі струми при зарядці значно подовжують час відновлення витраченої ємності. При частому застосуванні сповільненого заряду підвищується сульфатація пластин, знижується ємність. Тому додане до акумулятора навантаження та потужність зарядного пристрою завжди враховують для створення оптимального режиму.
Як працює зарядний пристрій
Сучасний асортимент акумуляторів задоволений. Для кожної моделі підбираються найоптимальніші технології, які можуть не підійти, бути шкідливими для інших. Виробники електронного та електротехнічного обладнання дослідним шляхом досліджують умови роботи хімічних джерел струму та створюють під них власні вироби, що відрізняються зовнішнім виглядом, конструкцією, вихідними електричними характеристиками.
Зарядні конструкції для мобільних електронних приладів
Габарити зарядних пристроїв для мобільних виробів різної потужності значно відрізняються один від одного. Вони створюють особливі умови роботи кожної моделі.
Навіть для однотипних акумуляторів типорозмірів АА або ААА різної ємності рекомендується використовувати свій час заряджання, що залежить від ємності та характеристик джерела струму. Його величини вказуються у супровідній технічній документації.
Певна частина зарядних пристроїв і акумуляторів для мобільних телефонів забезпечують автоматичний захист, що вимикає живлення після завершення процесу. Але, контроль за їх роботою все ж таки слід здійснювати візуально.
Зарядні конструкції для автомобільних АКБ
Особливо точно дотримуватися технології зарядки слід при експлуатації автомобільних акумуляторів, покликаних працювати в складних умовах. Наприклад, взимку в мороз з їх допомогою необхідно розкрутити через проміжний електродвигун - стартер холодний ротор двигуна внутрішнього згоряння зі змащенням.
Розряджені або неправильно підготовлені акумулятори із цим завданням зазвичай не справляються.
Емпіричними методами виявлено взаємозв'язок струму зарядки для свинцевих кислотних та лужних акумуляторів. Прийнято вважати оптимальним значенням заряду (ампери) 0,1 величину ємності (ампергодини) для першого виду і 0,25 - для другого.
Наприклад, АКБ має ємність 25 ампер годинника. Якщо він кислотний, його необхідно заряджати струмом 0,1∙25=2,5 А, а для лужного — 0,25∙25=6,25 А. Щоб створювати такі умови потрібно використовувати різні прилади або застосувати один універсальний з великою кількістю функцій.
Сучасний зарядний пристрій для свинцевих кислотних батарей повинен підтримувати ряд завдань:
контролювати та стабілізувати струм заряду;
враховувати температуру електроліту та не допускати його нагрівання понад 45 градусів припиненням живлення.
Можливість проведення контрольно-тренувального циклу для кислотної батареї автомобіля за допомогою зарядного пристрою є необхідною функцією, що включає три етапи:
1. повний заряд акумулятора до набору максимальної ємності;
2. десятигодинний розряд струмом 9÷10% від номінальної ємності (емпірична залежність);
3. повторний заряд акумулятора.
При проведенні КТЦ контролюють зміну щільності електроліту та час завершення другого етапу. За його величиною судять про ступінь зносу пластин, тривалості ресурсу, що залишився.
Зарядні пристрої для лужних батарей можна застосовувати менш складних конструкцій, оскільки такі джерела струму не такі чутливі до режимів недостатньої зарядки та перезаряджання.
p align="justify"> Графік оптимального заряду кислотно-лужних акумуляторів для автомобілів показує залежність набору ємності від форми зміни струму у внутрішньому ланцюгу.
На початку технологічного процесу зарядки рекомендується підтримувати струм на максимально допустимому значенні, а потім знижувати його величину до мінімальної остаточного завершення фізико-хімічних реакцій, що здійснюють відновлення ємності.
Навіть у цьому випадку потрібно контролювати температуру електроліту, вводити поправки на довкілля.
Повне завершення циклу зарядки свинцевих кислотних акумуляторів контролюють за:
відновлення напруги на кожній банці 2,5÷2,6 вольта;
досягненню максимальної густини електроліту, яка перестає змінюватися;
освіту бурхливого газовиділення, коли електроліт починає «закипати»;
досягненню ємності батареї, що перевищує на 15÷20% величини, відданої при розряді.
Форми струмів зарядних пристроїв для акумуляторів
Умова зарядки акумулятора полягає в тому, що на його пластини повинна підводитися напруга, що створює струм у внутрішньому ланцюзі певного напрямку. Він може:
1. мати постійну величину;
2. або змінюватись у часі за певним законом.
У першому випадку фізико-хімічні процеси внутрішнього ланцюга йдуть незмінно, а в другому - за пропонованими алгоритмами з циклічним наростанням і загасанням, що створює коливальні впливи на аніони та катіони. Останній варіант технології застосовується для боротьби із сульфатацією пластин.
Частина тимчасових залежностей струму заряду ілюструється графіками.
На правій нижній картинці видно явну відмінність форми вихідного струму зарядного пристрою, що використовує тиристорне управління для обмеження моменту відкриття напівперіоду синусоїди. Завдяки цьому регулюється навантаження на електричну схему.
Природно, що численні сучасні зарядні пристрої можуть створювати інші форми струмів, не показані на цій діаграмі.
Принципи створення схем для зарядних пристроїв
Для живлення обладнання зарядних пристроїв зазвичай використовується однофазна мережа 220 вольт. Ця напруга перетворюється на безпечну знижену, яка прикладається на вхідні клеми акумулятора через різні електронні та напівпровідникові деталі.
Існує три схеми перетворення промислової синусоїдальної напруги в зарядних пристроях за рахунок:
1. використання електромеханічних трансформаторів напруги, які працюють за принципом електромагнітної індукції;
2. застосування електронних трансформаторів;
3. без використання трансформаторних пристроїв, заснованих на дільниках напруги.
Технічно можливе інверторне перетворення напруги, яке стало широко застосовуватися для частотних перетворювачів, що здійснюють управління електродвигунами. Але для зарядки акумуляторів це досить дороге обладнання.
Схеми зарядних пристроїв із трансформаторним поділом
Електромагнітний принцип передачі електричної енергії з первинної обмотки 220 вольт у вторинну повністю забезпечує відділення потенціалів ланцюга живлення від споживаної, виключає попадання її на акумулятор і пошкодження при виникненні несправностей ізоляції. Цей метод є найбільш безпечним.
Схеми силових елементів пристроїв із трансформатором мають багато різних розробок. На малюнку нижче показано три принципи створення різних струмів силової частини від зарядних пристроїв за рахунок використання:
1. діодного мосту з конденсатором, що згладжує пульсації;
2. діодного мосту без згладжування пульсацій;
3. одиночного діода, що зрізає негативну напівхвилю.
Кожна з цих схем може застосовуватися самостійно, але зазвичай одна з них є основою, базою для створення іншої, більш зручною для експлуатації та управління за величиною вихідного струму.
Застосування комплектів силових транзисторів з ланцюжками керування у верхній частині картинки на схемі дозволяє зменшувати вихідну напругу на контактах виведення ланцюга зарядного пристрою, що забезпечує регулювання величин постійних струмів, що пропускаються через підключені акумулятори.
Один з варіантів подібної конструкції зарядного пристрою з регулюванням струму показаний нижче.
Такі самі підключення в другій схемі дозволяють регулювати амплітуду пульсацій, обмежувати її на різних етапах заряджання.
Ефективно працює ця ж середня схема при заміні в діодному мосту двох протилежних діодів тиристорами, що однаково регулюють силу струму в кожному напівперіоді, що чергується. А усунення негативних напівгармонік покладено на силові діоди, що залишилися.
Заміна одиничного діода на нижній картинці напівпровідниковим тиристором з окремою електронною схемою для електрода, що управляє, дозволяє зменшувати імпульси струму за рахунок більш пізнього їх відкриття, що теж використовується для різних способів зарядки акумуляторів.
Один із варіантів подібної реалізації схеми показаний на малюнку нижче.
Складання її своїми руками не складає особливих труднощів. Вона може бути виконана самостійно з доступних деталей, що дозволяє заряджати акумулятори струмами до 10 ампер.
Промисловий варіант схеми трансформаторного зарядного пристрою "Електрон-6" виконаний на базі двох тиристорів КУ-202Н. Для регулювання циклами відкриття напівгармонію для кожного керуючого електрода створена своя схема з декількох транзисторів.
Серед автолюбителів користуються популярністю пристрою, що дозволяють не тільки заряджати акумулятори, але ще й використовувати енергію мережі 220 вольт для паралельного підключення її до запуску двигуна автомобіля. Їх називають пусковими чи пускозарядними. Вони мають ще більш складну електронну і силову схему.
Схеми з електронним трансформатором
Такі пристрої випускаються виробниками живлення галогенних ламп напругою 24 або 12 вольт. Вони коштують відносно дешево. Окремі ентузіасти намагаються підключити їх для заряджання малопотужних акумуляторів. Однак ця технологія широко не відпрацьована, має суттєві недоліки.
Схеми зарядних пристроїв без трансформаторного поділу
При послідовному підключенні кількох навантажень до джерела струму загальна напруга входу ділиться складовими ділянками. За рахунок цього методу працюють дільники, що створюють зниження напруги до певної величини на робочому елементі.
На цьому принципі створюються численні зарядні пристрої з резистивно-ємними опорами для малопотужних акумуляторів. Завдяки маленьким габаритам складових деталей вбудовують їх безпосередньо всередину ліхтарика.
Внутрішня електрична схема повністю поміщена у заводський ізольований корпус, що виключає контакт людини з потенціалом мережі під час заряджання.
Цей же принцип намагаються реалізувати численні експериментатори для заряджання автомобільних акумуляторів, пропонуючи схему підключення від побутової мережі через конденсаторну збірку або лампочку розжарювання потужністю 150 ват і пропускаючи імпульси струму однієї полярності.
Подібні конструкції можна зустріти на сайтах майстрів "зроби сам", що розхвалюють простоту схеми, дешевизну деталей, можливість відновлення ємності розрядженого акумулятора.
Але вони мовчать про те, що:
відкрита проводка 220 представляє;
нитка розжарювання лампи під напругою нагрівається, змінює свій опір за законом, несприятливим для проходження оптимальних струмів через акумулятор.
При включенні під навантаження через холодну нитку і весь послідовно підключений ланцюжок проходять дуже великі струми. Крім того, завершувати зарядку слід маленькими струмами, що також не виконується. Тому акумулятор, що зазнав кількох серій подібних циклів, швидко втрачає свою ємність та працездатність.
Наша порада: не користуйтесь цим методом!
Зарядні пристрої створюються для роботи з певними типами акумуляторів, враховують характеристики та умови відновлення ємності. При використанні багатофункціональних універсальних приладів слід вибирати той режим заряду, який оптимально підходить конкретному акумулятору.
Автоматичний зарядний пристрій автомобільного акумулятора складається з джерела електроживлення та схем захисту. Зібрати його самостійно можна, володіючи навичками 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 та струму заряду. Цей режим називається автоматично.
- Зарядне обладнання повинне самостійно забезпечувати стабільний рівень напруги 14,4 вольт. Цей параметр потрібний для відновлення будь-яких батарей, що працюють у 12-вольтній мережі.
- Зарядне обладнання має забезпечити необоротне вимкнення батареї від приладу за двох умов. Зокрема, якщо струм заряду або напруга збільшиться більше, ніж на 15,6 вольт. Обладнання повинне мати функцію самоблокування. Користувачеві, щоб скинути робочі параметри, доведеться вимкнути та активувати прилад.
- Обладнання обов'язково має бути захищене від переплюсування, інакше АКБ може вийти з ладу. Якщо споживач сплутає полярність і неправильно підключить мінусовий та плюсовий контакт, станеться замикання. Важливо, щоб зарядне обладнання забезпечувало захист. Схема доповнюється запобіжним пристроєм.
- Для підключення ЗУ до акумуляторної батареї потрібно два дроти, кожен з яких повинен мати переріз 1 мм2. На один кінець кожного провідника потрібно встановити затискач типу крокодил. З іншого боку, встановлюються розрізні наконечники. Позитивний контакт має бути виконаний у червоній оболонці, а негативний – у синій. Для побутової мережі використовують універсальний кабель, оснащений вилкою.
Якщо апарат повністю зробити своїми руками, недотримання вимог зашкодить не лише зарядному приладу, а й акумулятору.
Володимир Кальченко докладно розповів про переробку ЗУ та про використання дротів, що підходять для цієї мети.
Конструкція автоматичного зарядного пристрою
Найпростіший зразок зарядного пристосування конструктивно включає головну деталь - понижуючий трансформаторний пристрій. У цьому елементі проводиться зниження параметра напруги з 220 до 13,8 вольт, яке потрібно відновлення заряду акумулятора. Але трансформаторний пристрій може знижувати лише цю величину. А перетворення змінного струму на постійний здійснюється спеціальним елементом – діодним мостом.
Кожен зарядний пристрій повинен бути обладнаний діодним мостом, оскільки ця деталь випрямляє значення струму і дозволяє розділити його на плюсовий та мінусовий полюси.
У будь-якій схемі за цією деталлю зазвичай встановлюється амперметр. Компонент призначено для демонстрації сили струму.
Найпростіші конструкції зарядних пристроїв обладнуються стрілочними датчиками. У більш вдосконалених і дорогих версіях використовуються цифрові амперметри, 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, а й батарей, розрахованих на роботу в 6- та 24-вольтних мережах.
Від діодного мосту відходять дроти з позитивним та негативним клемним затиском. З їх допомогою здійснюється підключення обладнання до батареї. Вся конструкція полягає у пластиковий або металевий корпус, від якого відходить кабель з вилкою для підключення до електромережі. Також з пристрою виводяться два дроти з мінусовим та плюсовим клемним затискачем. Для забезпечення безпечнішої роботи зарядного обладнання схема доповнюється плавким запобіжним пристроєм.
Користувач Артем Квантов наочно розібрав фірмовий прилад для підзарядки та розповів про його конструктивні особливості.
Схеми автоматичних зарядних пристроїв
За наявності досвіду роботи з електроустаткуванням можна зробити збірку приладу самостійно.
Прості схеми
Такі варіанти приладів поділяються на:
- пристрої з одним діодним елементом;
- обладнання з діодним мостом;
- прилади, оснащені конденсаторами, що згладжують.
Схема з одним діодом
Тут є два варіанти:
- Можна зібрати схему з трансформаторним пристроєм та встановити діодний елемент після нього. На виході зарядного обладнання струм буде пульсуючим. Його биття будуть серйозні, оскільки фактично зрізується одна напівхвиля.
- Можна зібрати схему, використовуючи блок живлення від ноутбука. При ньому використовується потужний випрямний діодний елемент зі зворотним напругою більше 1000 вольт. Його струм повинен становити не менше 3 ампер. Зовнішнє виведення штекера живлення буде негативним, а внутрішній — позитивним. Таку схему обов'язково треба доповнити обмежувальним опором, якою допускається застосування лампочки для освітлення салону.
Допускається застосування потужнішого освітлювального пристрою від покажчика повороту, габаритних вогнів чи стопових сигналів. При використанні блока живлення від ноутбука це може призвести до його перевантаження. Якщо використовується діод, то як обмежувач 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 позитивне виведення батареї.
- І друга клема для підключення до 220-вольтної мережі.
При застосуванні джерела освітлення на 100 ват параметр струму заряду буде приблизно 0,5 ампер. Так, за одну ніч пристрій зможе віддати акумуляторній батареї 5 А/год. Цього вистачить, щоби покрутити стартерний механізм транспортного засобу.
Щоб збільшити показник, можна з'єднати паралельно три джерела освітлення по 100 Вт, за ніч це дозволить заповнити половину ємності батареї. Деякі користувачі замість ламп використовують електроплити, але цього не можна робити, оскільки з ладу вийде не тільки діодний елемент, але і акумулятор.
Найпростіша схема з одним діодом 
Електросхема підключення АКБ до мережі
Схема з діодним мостом
Цей компонент призначений для загортання негативної хвилі нагору. Сам струм буде також пульсуючим, але його биття значно менше. Даний варіант схеми використовується частіше за інших, але не є найефективнішим.
Діодний міст можна зробити самому, використовуючи елемент, що випрямляє, або придбати готову деталь.
Електросхема ЗУ з діодним мостом
Схема зі згладжуючим конденсатором
Ця деталь повинна бути розрахована на 4000-5000 мкФ та 25 вольт. На виході отриманої електросхеми утворюється постійний струм. Пристрій обов'язково доповнюється запобіжними елементами на один ампер, а також вимірювальним обладнанням. Ці деталі дозволяють контролювати процес відновлення акумулятора. Можна їх не використовувати, але періодично потрібно підключати мультиметр.
Якщо проводити моніторинг напруги зручно (шляхом підключення клем до щупів), то зі струмом буде складніше. У цьому режимі функціонування вимірювальний пристрій доведеться підключати в розрив електроланцюга. Користувачеві потрібно щоразу відключати живлення від мережі, ставити тестер у режим виміру струму. Потім активувати живлення та розбирати електроланцюг. Тому рекомендується додати до схеми як мінімум один амперметр на 10 ампер.
Основний мінус простих електросхем полягає у відсутності можливості регулювання параметрів заряду.
При доборі елементної бази слід вибирати робочі параметри те щоб на виході величина сили струму становила 10% від загальної ємності АКБ. Можливе незначне зниження цієї величини.
Якщо отриманий параметр струму буде більшим, ніж потрібно, схему можна додати резисторним елементом. Він встановлюється на позитивному виході діодного моста безпосередньо перед амперметром. Рівень опору підбирається відповідно до моста, що використовується, з урахуванням показника струму, а потужність резистора повинна бути вищою.
Електросхема зі згладжуючим конденсаторним пристроєм
Схема з можливістю ручного регулювання струму заряду для 12 В
Щоб забезпечити можливість зміни параметра струму, необхідно змінити опір. Простий спосіб вирішити цю проблему – поставити змінний підстроювальний резистор. Але цей метод не можна назвати найнадійнішим. Щоб забезпечити більш високу надійність, потрібно реалізувати ручне регулювання з двома транзисторними елементами та підстроювальним резистором.
За допомогою змінного резисторного компонента змінюватиметься струм зарядки. Ця деталь встановлюється після складеного транзистора VT1-VT2. Тому струм через цей елемент проходитиме невисокий. Відповідно, невеликою буде і потужність, вона становитиме близько 0,5-1 Вт. Робочий номінал залежить від транзисторних елементів, що використовуються, і вибирається дослідним шляхом, деталі розраховані на 1-4,7 кОм.
У схемі використовують трансформаторний пристрій на 250-500 Вт, а також вторинна обмотка на 15-17 вольт. Складання діодного мосту здійснюється на деталях, робочий струм яких становить від 5 ампер і більше. Транзисторні елементи підбираються із двох варіантів. Це можуть бути германієві деталі П13-П17 або кремнієві пристрої КТ814 та КТ816. Щоб забезпечити якісне відведення тепла, схема повинна бути розміщена на радіаторному пристрої (не менше 300 см3) або сталевої пластини.
На виході обладнання встановлюється запобіжний пристрій ПР2, розрахований на 5 ампер, а на вході - ПР1 на 1 А. Схема оснащується світловими сигнальними 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 вольти, у тому числі діодів.
Електросхема для зарядного приладу з функцією ручного регулювання
Схема захисту від переплюсування
Є два варіанти реалізації такого ЗУ:
- з використанням реле Р3;
- шляхом складання ЗУ з інтегральним захистом, але не тільки від переплюсування, а й від перенапруги та перезаряду.
З реле Р3
Даний варіант схеми може застосовуватися з будь-яким зарядним обладнанням як тиристорним, так і транзисторним. Її необхідно включити у розрив кабелів, за допомогою яких здійснюється підключення батареї до ЗП.
Схема захисту обладнання від переплюсування на реле Р3
Якщо акумуляторна батарея підключена до мережі некоректно, діодний елемент VD13 не пропускатиме струм. Реле електросхеми знеструмлено, яке контакти розімкнені. Відповідно, струм не зможе надходити на клеми батареї. Якщо підключення виконано правильно, то реле активується та його контактні елементи замикаються, тому АКБ заряджається.
З інтегрованим захистом від переплюсування, перезаряду та перенапруги
Даний варіант електросхеми можна вбудувати в саморобне джерело живлення, що вже використовується. У ній застосовується повільний відгук акумулятора на стрибок напруги, і навіть гістерезис реле. Напруга зі струмом відпускання буде в 304 рази менше за цей параметр при спрацьовуванні.
Застосовується реле змінного струму напруга активації 24 вольта, а струм величиною 6 ампер йде через контакти. При активації зарядного пристрою включається реле, відбувається замикання контактних елементів і починається зарядка.
Параметр напруги на виході трансформаторного пристрою знижується нижче 24 вольт, але на виході зарядного приладу буде 14,4 В. Реле повинне утримувати це значення, але при появі екстратоку первинна величина напруги ще більше просяде. Це призведе до відключення реле та розриву електроланцюга заряду.
Використання діодів Шоттки у разі недоцільно, оскільки цей тип схеми матиме серйозні недоліки:
- Відсутня захист від стрибка напруги по контакту від переплюсування, якщо акумулятор повністю розряджений.
- Немає самоблокування обладнання. В результаті впливу екстратоку реле відключатиметься, поки не вийдуть з ладу контактні елементи.
- Нечітке спрацювання обладнання.
Через це додати до цієї схеми пристрій для регулювання струму спрацьовування не має сенсу. Реле та трансформаторний пристрій точно підбираються один до одного, щоб повторюваність елементів була близька до нуля. Струм заряду проходить через замкнуті контакти реле К1, у результаті знижується ймовірність їх виходу з ладу через обгорання.
Обмотка К1 повинна підключатися за логічною електросхемою:
- до модуля захисту від екстратоку, це VD1, VT1 та R1;
- до захисту від перенапруги, це елементи VD2, VT2, R2-R4;
- а також до електроланцюга самоблокування К1.2 та VD3.
Схема з інтегрованим захистом від переплюсування, перезаряду та перенапруги
Основний мінус полягає у необхідності налагодження схеми із застосуванням баластного навантаження, а також мультиметра:
- Проводиться випоювання елементів К1, VD2 та VD3. Або при складанні їх можна не запаювати.
- Виконується активація мультиметра, який треба налаштувати на замір напруги в 20 вольт. Його треба підключити замість обмотки К1.
- Акумулятор поки не підключається, замість нього встановлюється резисторний пристрій. Воно має володіти опором в 2,4 Ома для струму заряду 6 А або 1,6 Ом для 9 ампер. Для 12 А резистор має бути розрахований на 1,2 Ом і не менше ніж на 25 Вт. Резисторний елемент можна накрутити з аналогічного дроту, який використовувався для R1.
- На вхід від зарядного обладнання подається напруга 156 вольт.
- Повинен спрацювати струмовий захист. Мультиметр покаже напругу, оскільки елемент опору R1 вибрано з невеликим надлишком.
- Зменшується параметр напруги, поки тестер не покаже 0. Значення вихідної напруги треба записати.
- Потім проводиться випаювання деталі VT1, а VD2 і К1 встановлюються на місце. R3 необхідно поставити у крайнє нижнє положення відповідно до електросхеми.
- Величина напруги зарядного обладнання збільшується, доки на навантаженні не буде 15,6 вольт.
- Елемент R3 плавно обертається, доки спрацює К1.
- Знижується напруга зарядного приладу до значення, яке було записано раніше.
- Назад встановлюються та припаюються елементи VT1 і VD3. Після цього електросхему можна перевіряти на працездатність.
- Через амперметр виконується підключення робочого, але акумулятора, що сів або недозаряджений. До батареї треба приєднати тестер, який заздалегідь налаштований на вимірювання напруги.
- Пробний заряд необхідно провести безперервним контролем. У момент, коли тестер покаже 14,4 вольта на акумуляторі, необхідно засікти струм утримання. Цей параметр повинен бути в нормі або близьким до нижньої межі.
- Якщо величина струму вмісту висока, напруга зарядного приладу слід знизити.
Схема автоматичного вимкнення при повній зарядці акумулятора
Автоматика повинна бути електросхемою, оснащеною системою живлення операційного підсилювального пристрою і опорної напруги. Для цього використовується плата стабілізатора DA1 класу 142ЕН8Г для 9 вольт. Дану схему необхідно призначати, щоб рівень вихідної напруги при вимірі температури плати на 10 градусів практично не змінювався. Зміна становитиме не більше, ніж соті частки вольта.
Відповідно до описом схеми, система автоматичної деактивації зі збільшенням напруги на 15,6 вольт виробляється половині плати А1.1. Четвертий її висновок з'єднується з дільником напруги R7 та R8, з якого подається опорна величина, що становить 4,5В. Робочим параметром резисторного пристрою визначається поріг активації зарядного пристрою 12,54 В. В результаті використання діодного елемента VD7 і деталі R9 можна забезпечити потрібний гістерезис 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 менший за 16,5 вольт, на другому виводі схема А1.1 встановлюється параметр. Це значення достатньо, 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 поповнення заряду АКБ.
- Коли рівень напруги збільшиться до 16,5 вольт, значення на виході А1.1 знизиться. Зменшення відбувається до величини, якої недостатньо для підтримки транзисторного пристрою VT1 у відкритому стані.
- Відбувається відключення реле та контактні елементи К1.1 підключати трансформаторний вузол через конденсаторний пристрій С4. При ньому величина струму заряду буде 0,5 А. У цьому стані схема обладнання працюватиме, доки величина напруги на батареї не знизиться до 12,54 вольт.
- Після того, як це станеться, активується реле. Триває заряджання АКБ заданим користувачем струмом. У цій схемі реалізовано можливість відключення системи автоматичного регулювання. Для цього використовується перемикач S2.
Даний порядок роботи автоматичного зарядного пристрою для автомобільного акумулятора дозволяє запобігти його розряду. Користувач може залишити увімкненим обладнання хоч на тиждень, це не зашкодить батареї. Якщо в побутовій мережі зникне напруга, при появі ЗУ продовжить заряджати акумулятор.
Якщо говорити про принцип дії схеми, зібраної на другій половині плати А1.2, він ідентичний. Але рівень повної деактивації зарядного обладнання від мережі живлення становитиме 19 вольт. Якщо величина напруги менша, на восьмому вихід плати А1.2 воно буде достатнім, щоб утримати транзисторний пристрій VT2 у відкритому положенні. При ньому струм подаватиметься на реле Р2. Але якщо величина напруги складе більше 19 вольт, то транзисторний пристрій закриється і контактні елементи К2.1 розімкнуться.
Необхідні матеріали та інструменти
Опис деталей та елементів, які потрібні для складання:
- Силовий трансформаторний пристрій Т1 класу ТН61-220. Його вторинні обмотки повинні бути послідовно підключені. Можна використовувати будь-який трансформатор, потужність якого не більше 150 Вт, оскільки струм заряду зазвичай становить не більше 6А. Вторинна обмотка пристрою при дії електроструму до 8 ампер має забезпечити напругу в діапазоні 18-20 вольт. За відсутності готового трансформатора допускається застосування деталей аналогічної потужності, але потрібно перемотати вторинну обмотку.
- Конденсаторні елементи С4-С9 повинні відповідати класу МГБЧ та мати напругу не нижче 350 вольт. Допускається застосування будь-яких пристроїв. Головне, щоб вони призначалися для функціонування ланцюгах змінного струму.
- Діодні елементи VD2-VD5 можна використовувати будь-які, але вони повинні бути розраховані на 10 струм ампер.
- Деталі VD7 та VD11 – крем'яні імпульсні.
- Діодні елементи VD6, VD8, VD10, VD5, VD12, VD13 повинні витримувати струм завбільшки 1 ампер.
- Світлодіодний елемент VD1 – будь-який.
- Як деталь VD9 допускається використання пристрою класу КИПД29. Основна особливість даного джерела освітлення полягає у можливості зміни кольору, якщо змінюється полярність з'єднання. Для перемикання лампочки використовуються контактні елементи К1.2 реле Р1. Якщо на акумулятор заряджається основним струмом, світлодіод горить жовтим, а якщо вмикається режим підзарядки, то зеленим. Допускається застосування двох одноколірних пристроїв, але треба правильно підключити.
- Операційний підсилювач КР1005УД1. Можна взяти пристрій зі старого відеоплеєра. Основна особливість полягає в тому, що цій деталі не потрібно два полярні живлення, вона зможе працювати при напрузі 5-12 вольт. Можна використовувати будь-які аналогічні запчастини. Але через різну нумерацію висновків треба буде змінити малюнок друкованої схеми.
- Реле Р1 та Р2 повинні бути розраховані на напруги 9-12 вольт. А їх контакти — працювати зі струмом величиною 1 ампер. Якщо пристрої обладнано кількома контактними групами, їх рекомендується запаяти паралельно.
- Реле Р3 - на 9-12 вольт, але величина струму комутації буде 10 ампер.
- Перемикач S1 повинен бути призначений для роботи з напругою 250 вольт. Важливо, щоб у цьому елементі було достатньо комутуючих контактних компонентів. Якщо крок регулювання один ампер неважливий, можна поставити кілька перемикачів і виставити струм заряду 5-8 А.
- Вимикач S2 призначений для деактивації системи контролю рівня заряду.
- Також потрібна електромагнітна головка для вимірювача струму та напруги. Допускається застосування будь-якого типу пристроїв, головне щоб струм повного відхилення складе 100 мкА. Якщо замірятиметься не напруга, а тільки струм, то в схему можна встановити готовий амперметр. Він має бути розрахований на роботу з максимальним постійним струмом 10 ампер.
Користувач Артем Квантов у теорії розповів про схему зарядного обладнання, а також про підготовку матеріалів та деталей для її збирання.
Порядок підключення акумулятора до зарядних пристроїв
Інструкція з включення ЗУ складається з кількох етапів:
- Очищення поверхні акумулятора.
- Видалення пробок для заливання рідини та контроль рівня електроліту у банках.
- Виставляє значення струму на зарядному устаткуванні.
- Підключення клем до акумулятора з дотриманням полярності.
Очищення поверхні
Посібник з виконання завдання:
- В автомобілі відключається запалення.
- Відкривається капот машини. Використовуючи гайкові ключі відповідного розміру, від клем акумуляторної батареї треба вимкнути затискачі. Для цього гайки не потрібно викручувати, їх можна послабити.
- Виконується демонтаж фіксуючої пластини, яка зміцнює батарею. Для цього може знадобитися ключ-головка або зірочка.
- АКБ демонтується.
- Проводиться очищення його корпусу чистим ганчірком. Згодом будуть відкручуватися кришки банок для затоки електроліту, тому не можна допустити попадання вантажів усередину.
- Виконується візуальна діагностика цілісності корпусу батареї. За наявності тріщин, якими витікає електроліт, заряджати АКБ недоцільно.
Користувач Акумуляторник розповів про виконання очищення та промивання корпусу акумуляторної батареї перед її обслуговуванням.
Видалення пробок заливання кислоти
Якщо акумуляторна батарея обслуговується, треба відкрутити кришки на пробках. Вони можуть бути приховані під спеціальною захисною пластиною, її необхідно демонтувати. Для викручування пробок можна використовувати викрутку чи будь-яку металеву пластину відповідного розміру. Після демонтажу слід оцінити рівень електроліту, рідина повинна повністю покривати всі банки всередині конструкції. Якщо її недостатньо, потрібно долити дистильованої води.
Встановлення величини струму заряду на зарядному пристрої
Виставляється параметр струму для заряджання АКБ. Якщо ця величина буде більшою за номінальну в 2-3 рази, то процедура заряду відбудеться в швидше. Але цей метод спричинить зниження ресурсу експлуатації батареї. Тому виставляти такий струм можна, якщо акумулятор треба швидко зарядити.
Підключення акумулятора з дотриманням полярності
Процедура виконується так:
- До клем АКБ підключаються затискачі від ЗП. Спочатку виконується з'єднання позитивного контакту, це червоний провід.
- Негативний кабель можна не підключати, якщо АКБ залишився в автомобілі та не демонтувався. Приєднання цього контакту можливе до кузова транспортного засобу або блоку циліндрів.
- Вилка від зарядного обладнання вставляється в розетку. Акумулятор починає заряджатися. Час заряду залежить від ступеня розряду пристрою та його стану. Під час виконання 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 та дотримання полярності при виконанні цього завдання.
Як визначити ступінь розряджання акумулятора
Для виконання завдання буде потрібно мультиметр:
- Замірюється величина напруги на автомобілі з відключеним двигуном. Електромережа транспортного засобу в такому режимі споживатиме частину енергії. Значення напруги при вимірюванні має відповідати 12,5-13 вольтам. Висновки тестера підключаються з дотриманням полярності контактів АКБ.
- Запуск силового агрегату, все електрообладнання має бути вимкнено. Процедура виміру повторюється. Робоча величина повинна становити в діапазоні 13,5-14 вольт. Якщо отримане значення більше або менше, це говорить про розряд акумулятора та функціонування генераторного пристрою не в штатному режимі. Збільшення цього параметра за низької негативної температури повітря не може повідомити про розряд акумулятора. Можливо, спочатку отриманий показник буде більшим, але якщо згодом 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 становитиме в діапазоні від 12,8 до 13 вольт.
Величину розряду можна визначити відповідно до даних, наведених у таблиці.
Як розрахувати приблизний час заряджання акумулятора
Для визначення приблизного часу заряджання споживачеві необхідно знати різницю між максимальним значенням заряду (12,8 В) і вольтажом в даний момент. Ця величина множиться на 10, у результаті виходить час заряду в годиннику. Якщо рівень напруги перед виконанням підзарядки становить 11,9 вольт, 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 здійснюватись подача струму в розмірі 10% від ємності акумулятора.
Існує величезна кількість схем та конструкцій, які дозволять нам зарядити автомобільний акумулятор, в даній статті розглянемо лише деякі з них, але найцікавіші та максимально прості
За основу цього зарядника для авто візьмемо одну з найпростіших схем, які я зміг відкопати в просторах інтернету, мені в першу чергу сподобався той факт, що трансформатор можна запозичити зі старого телевізора
Як уже сказав вище, найдорожчу частину зарядника я взяв із блоку живлення телевізора Рекорд, ним виявився силовий трансформатор ТС-160, що особливо порадувало на ньому була табличка з відображенням усіх можливих напруг та струму. Я вибрав поєднання з максимальним струмом, тобто з вторинної обмотки я взяв 6,55 на 7,5 А
Але як відомо, для зарядки автомобільного акумулятора потрібно 12 вольт, тому ми просто з'єднуємо дві обмотки з однаковими параметрами послідовно (9 і 9" і 10 і 10"). А на виході отримаємо 6.55 + 6.55 = 13.1 Ст змінної напруги. Для його випрямлення потрібно збирати діодний міст, але з огляду на велику силу струму діоди повинні бути слабкими. (Їхні параметри ви можете подивитися в ). Я взяв рекомендовані схемою вітчизняні діоди Д242А
З курсу електротехніки нам відомо, що акумулятор розряджений має низьке , яке в міру заряду зростає. Виходячи із сила струму на початку процесу зарядки буде дуже висока. І через діоди протікатиме великий струм, через що діоди будуть нагріватися. Тому, щоб їх не спалити, потрібно використовувати радіатор. Як радіатор найпростіше використовувати корпус неробочого блоку живлення від комп'ютера. Ну і для розуміння на якій стадії йде зарядка акумулятора ми використовуємо амперметр, який включаємо послідовно. Коли зарядний струм впаде до 1А, вважаємо акумулятор повністю зарядженим. Не викидайте зі схеми запобіжник, інакше при замиканні вторинної обмотки (що може іноді відбуватися при згорянні одного з діодів) у вас накриється силовий трансформатор
Розглянутий нижче простий саморобний зарядний пристрій має великі межі регулювання зарядного струму до 10 А, і чудово справляється із зарядкою різних стартерних батарей акумуляторів, розрахованих на напругу 12 В, тобто підходить для більшості сучасних автомобілів.
Схема зарядного пристрою виконана на симисторному регуляторі, з додатковими діодним мостом та резисторами R3 та R5.
Робота пристроюПри подачі живлення при позитивному напівперіод по ланцюгу R3 - VD1 - R1 і R2 - SA1 заряджається конденсатор С2. При мінусовому напівперіоді конденсатор C2 заряджається через діод VD2 змінюється лише полярність зарядки. У момент досягнення порогового рівня заряду на конденсаторі спалахне неонова лампа, і конденсатор розряджається через неї і керуючий електрод сммістора VS1. При цьому останній відкриється на час, що залишився, до кінця напівперіоду. Описаний процес циклічний і повторюється кожен напівперіод мережі.
Резистор R6 використовується для формування імпульсів розрядного струму, що збільшує термін служби акумулятора. Трансформатор повинен забезпечувати напругу на вторинній обмотці 20 при струмі 10 А. Симистор і діоди необхідно розмістити на радіаторі. Резистор R1, що регулює зарядний струм, бажано розмістити на передній панелі.
При налагодженні схеми спочатку встановлюють необхідну межу зарядного струму резистором R2. Амперметр на 10А вставляють у розрив ланцюга, потім ручку змінного резистора R1 встановлюють у крайнє положення, а резистора R2 – протилежне, і підключають пристрій до мережі. Рухаючи ручку R2, встановлюють потрібне значення максимального зарядного струму. Наприкінці калібрують шкалу резистора R1 в амперах. Необхідно пам'ятати, що при зарядженні батареї струм через неї зменшуючись в середньому на 20% до кінця процесу. Тому перед початком операції слід встановити початковий струм трохи більше за номінальне значення. Закінчення процесу заряду визначають за допомогою вольтметра – напруга відключеної батареї має бути 13,8 – 14,2 Ст.
Автомат для зарядного пристрою автомобіля- Схема включає батарею на зарядку при зниженні на ній напруги до певного рівня та відключає при досягненні максимуму. Максимальною напругою для автомобільних акумуляторів є величина 14,2...14,5 В, а мінімально допустима при розряді - 10,8 В
Автомат-перемикач полярності напруги для зарядного пристрою- призначений для заряджання дванадцятивольтних автомобільних акумуляторних батарей. Головна його фіча полягає в тому, що воно допускає підключення батареї за будь-якої полярності.
Автоматичний зарядний пристрій- Схема складається із стабілізатора струму на транзисторі VT1, контрольного пристрою на компараторі D1, тиристора VS1 для фіксації стану та ключового транзистора VT2, що керує роботою реле К1
Відновлення та заряджання автомобільного акумулятора- Спосіб відновлення "асиметричним" струмом. При цьому співвідношення зарядного та розрядного струму вибрано 10:1 (оптимальний режим). Цей режим дозволяє не лише відновлювати засульфатовані батареї акумуляторів, а й проводити профілактичну обробку справних.
Спосіб відновлення кислотних акумуляторів змінним струмом- Технологія відновлення свинцевих акумуляторів змінним струмом дозволяє в найкоротший час знизити внутрішній опір до заводського значення при незначному нагріванні електроліту. Позитивний напівперіод струму використовується повністю при зарядці акумуляторів з незначною робочою сульфатацією, коли потужності зарядного імпульсу струму достатньо відновлення пластин.
Якщо у вашому автомобілі з'явився акумулятор гелієвий, то з'явиться питання як його заряджати. Тому пропоную цю нескладну схему на мікросхемі L200C, яка є звичайним стабілізатором напруги з програмованим обмежувачем вихідного струму. R2-R6 - Струмозадаючі резистори. Мікросхему бажано розмістити на радіаторі. Резистор R7 підлаштовує вихідну напругу від 14 до 15 вольт.
Якщо використовувати діоди в металевому корпусі, їх можна не встановлювати на радіаторі. Трансформатор підбираємо з вихідним напругу на вторинній обмотці 15 вольт.
Досить проста схема розрахована на зарядний струм до десяти ампер, чудово справляється з акумуляторами від автомобіля "Камаз"
Свинцеві акумулятори є дуже критичними до умов експлуатації. Однією з цих умов є заряд та розряд акумулятора. Надмірний заряд призводить до википання електроліту та руйнівних процесів у позитивних пластинах. Ці процеси посилюються, якщо зарядний струм великий
Розглянуто кілька простих схем для заряджання автомобільних акумуляторів
Схема автоматичного зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів, описана в даній статті, дозволяє здійснювати зарядку акумулятора в автомобілі в автоматичному режимі, тобто схема автоматично відключить акумулятор після закінчення процесу заряду.
Іноді виникає необхідність заряджання акумулятора далеко від тихого та затишного гаража, а зарядки немає. Не біда, спробуємо зліпити її з того, що було. Наприклад, для найпростішої зарядки нам знадобиться лампочка розжарювання та діод.
Лампу розжарювання можна взяти будь-яку, але на напругу 220 вольт, а от діод повинен бути обов'язково потужний розрахований на струм до 10 Ампер, тому його найкраще встановити на радіатор.
Щоб збільшити струм заряду можна лампу можна замінити більш потужним навантаженням, наприклад електричним обігрівачем.
Нижче дана схема трохи складніша схема ЗУ, як навантаження якої використовується кип'ятильник, електроплитка або т.п.
Діодний міст можна запозичити зі старого комп'ютерного блоку живлення. Але не застосовуйте діоди Шотки хоча вони і досить потужні, але їхня зворотна напруга порядку 50-60 Вольт, тому вони відразу ж згорять.