Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Почему необходимо заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством

АКБ в автомобиле заряжается при помощи электронного генератора. Для защиты электрического оборудования и устройств от завышенного напряжения, которое производит авто генератором, после него устанавливают реле-регулятор, который ограничивает напряжение в бортовой сети автомобиля до 14,1±0,2 В. Для полной же зарядки аккума требуется напряжение более 14,5 В.

Таким образом, на сто процентов зарядить АКБ от генератора нереально и перед пришествием холодов нужно заряжать аккумулятор от зарядного устройства.

Принцип деяния

До определенного уровня АКБ авто может получать питание от самого тс, а если поточнее, от электрогенератора. После чего узла обычно устанавливается реле, ответственное за установку напряжения менее 14,1В. Чтоб аккумуляторная батарея зарядилась до максимума, нужно более высочайшее значение данного параметра – 14,4В. Соответственно, для реализации таковой задачки как раз и используются АКБ.

Главные узлы данного устройства – трансформатор и выпрямитель. В итоге на выход подается неизменный ток с напряжением определенной величины (14,4В). Но почему наблюдается разбег с напряжением самой батареи – 12В? Это делается с целью обеспечения способности зарядить АКБ, разряженной до уровня, когда значение данного параметра аккума равнялось 12В. Если зарядка будет характеризоваться таким же по значению параметром, то в итоге питание АКБ станет трудно выполнимой задачей.

Глядим видео, самое обычное устройство для заряда АКБ:

Но тут есть аспект: маленькое превышение уровня напряжения аккумуляторной батареи не является критическим, тогда как значительно завышенная величина этого параметра очень плохо скажется в предстоящем на работоспособности АКБ. Принцип функционирования, которым отличается хоть какое, даже самое обычное зарядное устройство для питания авто аккума, заключается в повышении уровня сопротивления, что приведет к понижению зарядного тока.

Соответственно, чем больше значение напряжения (стремится к 12В), тем меньше ток. Для обычной работы АКБ лучше устанавливать определенную величину тока заряда (порядка 10% от емкости). В спешке велик соблазн поменять значение этого параметра на большее, но, это чревато негативными последствиями для самой аккумуляторной батареи.

Анализ схем зарядных устройств

Для зарядки авто аккума служат зарядные устройства. Его можно приобрести готовое, но при желании и маленьком радиолюбительском опыте можно сделать своими руками, сэкономив при всем этом немалые средства.

Схем зарядных устройств авто аккумов в Вебе размещено много, но они все имеют недочеты.

Зарядные устройства, изготовленные на транзисторах, выделяют много тепла, обычно, страшатся недлинного замыкания и неверного подключения полярности аккума. Схемы на тиристорах и симисторах не обеспечивают требуемой стабильность зарядного тока и издают акустический шум, не допускают ошибок подключения аккума и источают массивные радиопомехи, которые можно уменьшить, одев на сетевой провод ферритовое кольцо.

Симпатичной смотрится схема производства зарядного устройства из блока питания компьютера. Структурные схемы компьютерных блоков питания однообразные, но электронные различные, и для доработки требуется высочайшая радиотехническая квалификация.

Энтузиазм у меня вызвала конденсаторная схема зарядного устройства, КПД высочайший, тепла не выделяет, обеспечивает размеренный ток заряда вовне зависимости от степени заряда аккума и колебаний электросети, не опасается маленьких замыканий выхода. Но тоже имеет недочет. Если в процессе заряда пропадет контакт с аккумом, то напряжение на конденсаторах увеличивается в пару раз, (конденсаторы и трансформатор образуют резонансный колебательный контур с частотой электросети), и они пробиваются. Было надо убрать только этот единственный недочет, что мне и удалось сделать.

В итоге вышла схема зарядного устройства без выше перечисленных недочетов. Более 16 лет заряжаю ним любые кислотные батареи на 12 В. Устройство работает безотказно.

Виды зарядных устройств

Создано огромное количество схем авто зарядных устройств, использующих различные элементные базы и принципный подход. По принципу деяния приборы заряда делятся на две группы:

1. Пуско-зарядные, созданные для пуска мотора при нерабочем аккуме. Краткосрочно подавая на клеммы аккума ток большой величины, происходит включение стартера и пуск мотора, а в предстоящем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются лишь на определённое значение тока либо с возможностью выставления его величины.
2. Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток долгое время. Его значение не превосходит 10 ампер, в течение сих пор происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они делятся: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).

По собственной схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства. Первого вида используют в работе частотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве базы используют трансформатор с выпрямительным блоком, ординарны в изготовлении, но владеют огромным весом и низким коэффициентом полезного деяния (КПД).

Выполнено зарядное устройство для авто аккумов своими руками либо приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему схожи, а конкретно:

• стабильность выходного напряжения;
• высочайшее значение КПД;
• защита от недлинного замыкания;
• индикатор контроля заряда.

Одной из основных черт устройства заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие свойства получится только при подборе подходящего его значения. При всем этом принципиальна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высочайшее значение скорости приводит к резвой деградации аккума. Считается, что правильным значением тока будет величина равная 10 процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.

Принципная схема авто зарядного устройства

При кажущейся трудности, схема самодельного зарядного устройства обычная и состоит всего из нескольких законченных многофункциональных узлов.

Если схема для повторения Для вас показалась сложной, то можно собрать более ординарную, работающую на таком же принципе, но без функции автоматического отключения при полной зарядке аккума.

Схема ограничителя тока на балластных конденсаторах

В конденсаторном авто зарядном устройстве регулировка величины и стабилизация силы тока заряда аккума обеспечивается за счет включения поочередно с первичной обмоткой силового трансформатора Т1 балластных конденсаторов С4-С9. Чем больше емкость конденсатора, тем больше будет ток заряда аккума.

Фактически это законченный вариант зарядного устройства, можно подключить после диодного моста аккумулятор и зарядить его, но надежность таковой схемы низкая. Если нарушится контакт с клеммами аккума, то конденсаторы могут выйти из строя.

Емкость конденсаторов, которая находится в зависимости от величины тока и напряжения на вторичной обмотке трансформатора, можно примерно найти по формуле, но легче ориентироваться по данным таблицы.

Для регулировки тока, чтоб уменьшить количество конденсаторов, их можно подключать параллельно группами. У меня переключение осуществляется при помощи 2-ух галетного переключателя, но можно поставить несколько переключателей.

Схема защиты от неверного подключения полюсов аккума

Схема защиты от переполюсовки зарядного устройства при неверном подключении аккума к выводам выполнена на реле Р3. Если аккумулятор подключен некорректно, диодик VD13 не пропускает ток, реле обесточено, контакты реле К3.1 разомкнуты и ток не поступает на клеммы аккума. При правильном подключении реле срабатывает, контакты К3.1 замыкаются, и аккумулятор подключается к схеме зарядки. Такую схему защиты от переполюсовки можно использовать с хоть каким зарядным устройством, как транзисторным, так и тиристорным. Ее достаточно включить в разрыв проводов, при помощи которых аккумулятор подключается к зарядному устройству.

Схема измерения тока и напряжения зарядки аккума

Благодаря наличию переключателя S3 на схеме выше, при зарядке аккума есть возможность держать под контролем не только лишь величину тока зарядки, да и напряжение. При верхнем положении S3, измеряется ток, при нижнем – напряжение. Если зарядное устройство не подключено к электросети, то вольтметр покажет напряжение аккума, а когда идет зарядка аккума, то напряжение зарядки. В качестве головки использован микроамперметр М24 с электрической системой. R17 шунтирует головку в режиме измерения тока, а R18 служит делителем при измерении напряжения.

Схема автоматического отключения ЗУ при полной зарядке аккума

Для питания операционного усилителя и сотворения опорного напряжения использована микросхема стабилизатора DA1 типа 142ЕН8Г на 9В. Микросхема это выбрана не случаем. При изменении температуры корпуса микросхемы на 10?, выходное напряжение меняется менее чем на сотые толики вольта.

Система автоматического отключения зарядки при достижении напряжения 15,6 В выполнена на половинке микросхемы А1.1. Вывод 4 микросхемы подключен к делителю напряжения R7, R8 с которого на него подается опорное напряжение 4,5 В. Вывод 4 микросхемы подключен к другому делителю на резисторах R4-R6, резистор R5 подстроечный для установки порога срабатывания автомата. Величиной резистора R9 задается порог включения зарядного устройства 12,54 В. С помощью диодика VD7 и резистора R9, обеспечивается нужный гистерезис меж напряжением включения и отключения заряда аккума.

Работает схема последующим образом. При подключении к зарядному устройству авто аккума, напряжение на клеммах которого меньше 16,5 В, на выводе 2 микросхемы А1.1 устанавливается напряжение достаточное для открывания транзистора VT1, транзистор раскрывается и реле P1 срабатывает, подключая контактами К1.1 к электросети через блок конденсаторов первичную обмотку трансформатора и начинается зарядка аккума.

Как напряжение заряда достигнет 16,5 В, напряжение на выходе А1.1 уменьшится до величины, недостаточной для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии. Реле отключится и контакты К1.1 подключат трансформатор через конденсатор дежурного режима С4, при котором ток заряда будет равен 0,5 А. В таком состоянии схема зарядного устройства будет находиться, пока напряжение на аккуме не уменьшится до 12,54 В. Как напряжение установится равным 12,54 В, снова включится реле и зарядка пойдет данным током. Предусмотрена возможность, в случае необходимости, переключателем S2 дисконнектнуть систему автоматического регулирования.

Таким образом, система автоматического слежения за зарядкой аккума, исключит возможность перезаряда аккума. Аккумулятор можно бросить присоединенным к включенному зарядному устройству хоть на целый год. Таковой режим животрепещущ для автовладельцев, которые ездят исключительно в летнее время. После окончания сезона автопробега можно подключить аккумулятор к зарядному устройству и выключить только весной. Если даже в электросети пропадет напряжение, при его возникновении зарядное устройство продолжит заряжать аккумулятор в штатном режиме

Механизм работы схемы автоматического отключения зарядного устройства в случае превышения напряжения из-за отсутствия нагрузки, собранной на 2-ой половинке операционного усилителя А1.2, таковой же. Только порог полного отключения зарядного устройства от электросети избран 19 В. Если напряжение зарядки наименее 19 В, на выходе 8 микросхемы А1.2 напряжение достаточное, для удержания транзистора VT2 в открытом состоянии, при котором на реле P2 подано напряжение. Как напряжение зарядки превзойдет 19 В, транзистор закроется, реле отпустит контакты К2.1 и подача напряжения на зарядное устройство стопроцентно закончится. Как будет подключен аккумулятор, он запитает схему автоматики, и зарядное устройство сразу возвратится в рабочее состояние.

Как сделать зарядное устройство для аккума 12 В своими руками

Брать девайс необязательно, его просто сделать своими руками. Существует несколько схем разной степени трудности, посреди которых найдется самая понятная для воспроизводства.

Трансформаторные зарядные устройства

При разработке самодельных зарядных устройств для авто аккумов схемы зрительно кажутся очень сложными, трудозатратными, но при наличии среднего уровня познаний в радио-, электротехнике претворить их в жизнь полностью реально.

Вот вам наглядный пример ЗУ с регулируемой силой тока за счет периода задержки открывания тринистора:

Для автоотключения устройства по окончании зарядки предусмотрена последующая электронная цепь:

За ранее стоит обусловиться, при помощи резистора либо тринистора будет собираться ЗУ. 1-ый вариант более обычный, но коэффициент полезного деяния у него ниже, ограничение по емкости заряжаемого аккума составляет 45 А · ч, во 2-м случае будет нужно пайка, устройство будет массивным, энергозатратным, но надежным, устойчивым к долгим нагрузкам.

Схема с резистором

Питание: трансформатор с 2 обмотками, при этом вторичная задает напряжение на выход.

Выпрямитель: мост из 4 диодов.

Регулировка тока: реостат, гасящий сверхизбыточную мощность (подойдет хоть какой, в том числе русский).

Резисторы в обозначенных критериях не подходят, так как нагрузка системы изрядно выше их предельной в пару раз.

Повысить КПД, также придать устройству универсальность дозволит автоконтроль заряда и батарея из конденсаторов.

Так, аппаратное отключение происходит за счет пары «реле — переменный резистор», по достижении установленного уровня мощность перестает подаваться, что отображается на амперметре.

Конденсаторная батарея решает делему контроля за амперажем, поступающим в АКБ, балансирует его. За счет конфигурации количества конденсаторов, их силы и композиции выстраивается система, регулирующая подачу 1—15 А, дополнительно установленные переключатели посодействуют сделать проще взаимодействие юзера с устройством.

Если поменять резистор на тринистор, то регулировка уровня силы тока будет происходить за счет открытия резистора R5.

Интересующимся импульсными ЗУ принципиально осознавать, что данная схема самая непростая в изготовлении, хотя имеет ряд неопровержимых преимуществ:

• предел нагрузки 400 Вт, по другому наибольшая емкость заряжаемой АКБ 200 А · ч;
• компактность (готовое устройство по размеру сравнимо с коробкой от телефона);
• отсутствие потребности в доп охлаждении;
• дешевле покупных аналогов больше чем в 200 раз;
• высочайший коэффициент полезного деяния.

Принцип деяния системы заключается в преобразовании переменного тока типовой сети в неизменный, а потом в импульсы. Уменьшение размеров устройства может быть благодаря высочайшей амплитуде и частоте преобразования. Выходит, что преобразование напряжения идет в два шага: поначалу в диодном мостике, позже в трансформаторе, который и заряжает агрегат.

Подходящие контроллеры: IR2153, TL494, LM317, укомплектованный своей защитой от замыкания. Диоды-выпрямители стандартные, соединены мостом с 4А и 400 В оборотного напряжения. Конденсатор С1 от 47 до 470 мкФ и 350 В, что тянет за собой фоновый шум при установке рядом с радио либо телефонами. Многоканальные транзисторы ставятся на радиаторы.

Упростит задачку по созданию ЗУ источник питания от домашнего ПК.

Зарядное устройство из компьютерного блока питания своими руками

Зарядник маленький мощи нетрудно собрать на базе компьютерного БП.

Для этого:

• из него удаляются никчемные элементы: переключатель 220/110 В, провода, кроме желтоватых, 4 темных;
• спаиваются контакты оптрона, защищающего блок от перенапряжения, что обеспечивает постоянную работу от сети;
• заменяется резистор, поочередно соединенный в цепи с подстроечным, на аналогичный, но с сопротивлением 2,7 кОм на микросхеме TL431 для роста напряжения;
• добавляются резисторы: 1-ый — 200 Ом / 2 Вт на выход 12 В, 2-ой — 68 Ом / 0,5 Вт на плюс и на минус, чтоб закрепить вольтаж в 14,5 В;
• изменяется резистор в первичной цепи обмотки силового трансформатора на более мощнейший зависимо от модели АКБ для ограничения выходящей силы тока.

Раздельно необходимо защитить агрегат от неверного подключения, для этого реле с 4 клеммами, 2 диодика 1N4007, резистор 1 кОм и светодиод соединяются в цепь согласно рисунку.

Завершающий шаг — установка схемы к радиатору БП, подключение проводов с медным сердечником от 2,5 мм поперечником и «крокодилов» к ним.

Похожим методом делается ЗУ из бесперебойника (ИБП), которое представлено на видео:

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства расположены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, не считая стрелочного устройства. Установка частей, не считая схемы автоматики, выполнен навесным методом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные 4-мя уголками. В уголках с равным шагом изготовлены отверстия, к которым комфортно укреплять детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на 4 винтах М4 на дюралевой пластинке шириной 2 мм, пластинка в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на 4 винтах М4 на дюралевой пластинке шириной 2 мм, пластинка в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластинке установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластинка из стеклотекстолита шириной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также приверчена интегральная схема, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккума. Реально количество конденсаторов не 6, как по схеме, а 14, потому что для получения конденсатора подходящего номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На наружной стороне задней стены установлен ребристый дюралевый радиатор для остывания силовых диодов VD2-VD5. Здесь также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи напряжения питания.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены при помощи 2-ух прижимающих планок к радиатору снутри корпуса. Для этого в задней стене корпуса изготовлено прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла снутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фото вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Установка электронной схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – карим, плюсовые – красноватым, минусовые – проводами голубого цвета. Сечение проводов, идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккума должно быть более 1 мм2.

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полосы. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта спаленного стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян конкретно к выходной клемме плюса, ко 2-ой полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный устройство от шунта идут желтоватый и красноватый провод.

Интегральная схема блока автоматики зарядного устройства

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

На фото представлен внешний облик собранной схемы. Набросок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты обычной, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фото выше вид печатной платы со стороны установки деталей с наложеной красноватым цветом маркировкой деталей. Таковой чертеж комфортен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше понадобится при ее изготовлении при помощи технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы понадобится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным методом.

Шкала вольтметра и амперметра зарядного устройства

Шкала стрелочного устройства милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере собственный вариант, напечатал на плотной белоснежной бумаге и клеем момент наклеил сверху на штатную шкалу.

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

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккума и сети

На провода для подключения авто аккума к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккума избран красноватый провод, для подключения минусового – голубий. Сечение проводов для подключения к устройству аккума должно быть более 1 мм2.

К электронной сети зарядное устройство подключается при помощи всеприменимого шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компов, оргтехники и других электроприборов.

ЗУ из блока питания АТХ (для приготовленных)

Более сложную схему имеет зарядное устройство, сделанное из компьютерного блока питания.

Для производства устройства подходят блоки мощью более 200 Ватт моделей АТ либо АТХ, которые управляются контроллером TL494 либо КА7500. Принципиально, чтоб блок питания был вполне исправен. Хорошо себя показала модель ST-230WHF из старенькых ПК.

Кусок схемы такового зарядного устройства представлена ниже, по ней и будем работать.

Кроме блока питания также будет нужно наличие потенциометра-регулятора, подстроечный резистор на 27 кОм, два резистора мощью 5 Вт (5WR2J) и сопротивлением 0,2 Ом либо один С5-16МВ.

Исходный шаг работ сводится к отключению всего ненадобного, которыми являются провода «-5 В», «+5 В», «-12 В» и «+12 В».

Резистор, обозначенный на схеме как R1 (он обеспечивает подачу напряжения +5 В на вывод 1 контроллера TL494) необходимо выпаять, а на его место впаять приготовленный подстроечный резистор на 27 кОм. На верхний вывод этого резистора необходимо подвести шину +12 В.

Вывод 16 контроллера следует отсоединить от общего провода, также необходимо перерезать соединения выводов 14 и 15.

В заднюю стену корпуса блока питания необходимо установить потенциометр-регулятор (на схеме – R10). Устанавливать его необходимо на изоляционную пластинку, чтоб он не касался корпуса блока.

Через эту стену следует также вывести проводку для подключения к сети, также провода для подключения АКБ.

Пользующееся популярностью У ЧИТАТЕЛЕЙ: Спецодежда для автосервиса, какой она должна быть

Чтоб обеспечить удобство регулировки устройства из имеющихся 2-ух резисторов на 5 Вт на отдельной плате необходимо сделать блок резисторов, присоединенных параллельно, что обеспечит на выходе 10 Вт с сопротивлением 0,1 Ом.

Дальше сделанная плата устанавливается в корпус и делается подключение всех выводов согласно схеме.

Потом следует проверить корректность соединения всех выводов и способность к работе устройства.

Финишной работой перед окончанием сборки является калибровка устройства.

Для этого ручку потенциометра следует установить в среднее положение. После чего на подстроечном резисторе следует установить напряжение холостого хода на уровне 13,8-14,2 В.

Если все правильно выполнить, то при начале зарядки батареи на нее будет подаваться напряжение в 12,4 В с силой тока в 5,5 А.

По мере зарядки АКБ напряжение будет возрастать до значения, установленного на подстроечном резисторе. Как напряжения достигнет этого значения, сила тока начнет понижаться.

Если все рабочие характеристики сходятся и устройство работает нормально, остается только закрыть корпус для предотвращения повреждения внутренних частей.

Данное устройство из блока АТХ очень комфортно, так как при достижении полного заряда батареи, автоматом перейдет в режим стабилизации напряжения. Другими словами перезарядка АКБ стопроцентно исключается.

Для удобства работ можно дополнительно устройство оснастить вольтметром и амперметром.

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 использован типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены поочередно, как показано на схеме. Потому что КПД зарядного устройства более 0,8 и ток заряда обычно не превосходит 6 А, то подойдет хоть какой трансформатор мощью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если нет готового трансформатора, то можно взять хоть какой подходящий по мощи и перемотать вторичную обмотку. Высчитать число витков вторичной обмотки трансформатора можно при помощи специального калькулятора.

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение более 350 В. Можно использовать конденсаторы хоть какого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подходят хоть какого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – хоть какой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения применены контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка главным током светодиод светит желтоватым светом, а при переключении в режим подзарядки аккума – зеленоватым. Заместо бинарного светодиода можно установить всех два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.

В качестве операционного усилителя избран КР1005УД1, аналог забугорного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель неплох тем, что не просит двухполярного питания, цепей корректировки и сохраняет способность к работе при питающем напряжении от 5 до 12 В. Поменять его можно фактически хоть каким аналогичным. Отлично подходят для подмены микросхемы, к примеру, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и будет нужно внести конфигурации в набросок печатной платы.

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

Переключатель S1 хоть какого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько переключателей и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только авто батареи, то такое решение полностью оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккума огромным током, может быть срабатывание системы ранее, чем аккумулятор зарядится стопроцентно. В таком случае можно систему дисконнектнуть и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электрическая головка для измерителя тока и напряжения подойдет неважно какая, с током полного отличия 100 мкА, к примеру типа М24. Если нет необходимости определять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на наибольший неизменный ток измерения 10 А, а напряжение держать под контролем наружным стрелочным тестером либо мультиметром, подключив их к контактам аккума.

Самодельный зарядный устройство

Приспособление для заряда должно быть у каждого автовладельца, потому если нет способности либо желания приобрести готовый устройство, ничего не остается, как сделать зарядку для аккума без помощи других. Нетрудно сделать своими руками как простейшее, так и мультифункциональное устройство. Для этого пригодится схема и набор радиоэлементов. Существует также возможность переработать источник бесперебойного питания (ИБП) либо компьютерный блок (АТ) в устройство для подзарядки АКБ.

Трансформаторное зарядное устройство

Такое устройство самое обычное в сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трёх узлов:

• трансформатор;
• выпрямительный блок;
• регулятор.

Напряжение из промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор может употребляться хоть какого вида. Состоит он из 2-ух частей: сердечника и обмоток. Сердечник собирается из стали либо феррита, обмотки — из проводникового материала.

Механизм работы трансформатора основан на возникновении переменного магнитного поля при прохождении тока по первичной обмотке и передачи его на вторичную. Для получения на выходе требуемого уровня напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше, по сопоставлению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбирается равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать троекратный припас по току заряда.

С трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает на реостат, подключённый поочередно к аккуму. Реостат предназначен для регулирования величины напряжения и тока, оковём конфигурации сопротивления. Сопротивление реостата не превосходит 10 Ом. Величина тока контролируется включённым поочередно перед аккумом амперметром. Таковой схемой не получится заряжать АКБ с ёмкостью более 50 Ач, потому что реостат начинает перенагреваться.

Сделать проще схему можно, убрав реостат, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, использующихся как реактивные сопротивления для уменьшения напряжение сети. Чем меньше номинальное значение ёмкости, тем меньше напряжение поступает на первичную обмотку в сети.

Особенность таковой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем рабочее напряжение нагрузки. Такую схему можно использовать и без трансформатора, но это очень небезопасно. Без гальванической развязки можно получить поражение электронным током.

Импульсное устройство подзаряда

Достоинство импульсных устройств в высочайшем КПД и малогабаритных размерах. В базе устройства лежит микросхема с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать массивное импульсное зарядное устройство своими руками можно по последующей схеме.

В качестве ШИМ контроллера употребляется драйвер IR2153. После выпрямительных диодов параллельно АКБ ставится полярный конденсатор С1 с ёмкостью в границах 47?470 мкФ и напряжением более 350 вольт. Конденсатор убирает всплески сетевого напряжения и шумы полосы. Диодный мост употребляется с номинальным током более четырёх ампер и с оборотным напряжением более 400 вольт. Драйвер управляет сильными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток таковой зарядки будет равен до 50 ампер, а выходная мощность до 600 Ватт.

Сделать импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками можно, используя переработанный компьютерный источник питания формата АТ. В качестве ШИМ контроллера в них употребляется распространённая микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого пригодится правильно установить подстроечный резистор.

Резистор, который соединяется первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удаляется, а заместо второго, связанного с 12 вольтовой шиной, впаивается переменный резистор с номиналом 68 кОм. Этим резистором и устанавливается требуемый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, согласно обозначенной на корпусе блока питания схеме.

Устройство на микросхеме LM317

Достаточно обычная, но размеренно работающая схема зарядки просто производится на интегральной микросхеме LM317. Микросхема обеспечивает установку уровня сигнала 13,6 вольт при наибольшей силе тока 3 ампера. Стабилизатор LM317 снабжён интегрированной защитой от недлинного замыкания.

Напряжение на схему устройства подаётся через клеммы от независящего блока питания неизменного напряжения 13?20 вольт. Ток, проходя через индикаторный светодиод HL1 и транзистор VT1, поступает на стабилизатор LM317. С его выхода конкретно на АКБ через X3, X4. Делителем, собранным на R3 и R4, устанавливается нужное значение напряжения для открывания VT1. Переменным резистором R4 задаётся ограничение тока подзарядки, а R5 уровень выходного сигнала. Выходное напряжение устанавливается от 13,6 до 14 вольт.

Схему можно очень сделать проще, но её надёжность уменьшится.

В ней резистором R2 подбирают ток. В качестве резистора употребляется мощнейший проволочный элемент из нихрома. Когда АКБ разряжен, ток заряда наибольший, светодиод VD2 пылает ярко, по мере заряда ток начинает спадать и светодиод тускнеет.

Зарядное из источника бесперебойного питания

Сконструировать зарядник можно из обыденного бесперебойника даже с неисправностью узла электроники. Для этого удаляется из блока вся электроника, не считая трансформатора. К высоковольтной обмотке трансформатора на 220 В добавляется схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.

Выпрямитель собирается на всех массивных диодиках, к примеру, российских Д-242 и сетевом конденсаторе 2200 мкФ на 35?50 вольт. На выходе получится сигнал с напряжением 18?19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения употребляется микросхема LT1083 либо LM317 с неотклонимой установкой на радиатор.

Подключив аккумуляторную батарею, выставляется напряжение, равное 14,2 вольта. Держать под контролем уровень сигнала комфортно при помощи вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам батареи, а амперметр поочередно. По мере заряда АКБ его сопротивление будет возрастать, а ток падать. Ещё проще выполнить регулятор при помощи симистора, подключённого к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.

При самостоятельном изготовлении устройства следует держать в голове про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно, правильно выполненный устройство зарядки из исправных деталей начинает работать сразу, требуется едва выставить тока заряда.

Настройка блока автоматической регулировки и защиты АЗУ

При безошибочной сборке платы и исправности всех радиоэлементов, схема заработает сразу. Остается только установить порог напряжения резистором R5, при достижении которого зарядка аккума будет переведена в режим зарядки малым током.

Регулировку можно выполнить конкретно при зарядке аккума. Но все, же лучше подстраховаться и перед установкой в корпус, схему автоматического регулирования и защиты АЗУ проверить и настроить. Для этого пригодится блок питания неизменного тока, у которого есть возможность регулировать выходное напряжение в границах от 10 до 20 В, рассчитанного на выходной ток величиной 0,5-1 А. Из измерительных устройств пригодится хоть какой вольтметр, стрелочный тестер либо мультиметр рассчитанный на измерение неизменного напряжения, с пределом измерения от 0 до 20 В.

Проверка стабилизатора напряжения

После монтажа всех деталей на интегральную схему необходимо подать от блока питания напряжением питания величиной 12-15 В на общий провод (минус) и вывод 17 микросхемы DA1 (плюс). Изменяя напряжение на выходе блока питания от 12 до 20 В, необходимо при помощи вольтметра убедиться, что величина напряжения на выходе 2 микросхемы стабилизатора напряжения DA1 равна 9 В. Если напряжение отличается либо меняется, то DA1 неисправна.

Микросхемы серии К142ЕН и аналоги имеют защиту от недлинного замыкания по выходу и если закоротить ее выход на общий провод, то микросхема войдет в режим защиты и из строя не выйдет. Если проверка показала, что напряжение на выходе микросхемы равно 0, то это не всегда значит о ее неисправности. Полностью может быть наличие КЗ меж дорожками печатной платы либо неисправен один из радиоэлементов остальной части схемы. Для проверки микросхемы достаточно отсоединить от платы ее вывод 2 и если на нем появится 9 В, означает, микросхема исправна, и нужно отыскать и убрать КЗ.

Проверка системы защиты от перенапряжения

Описание механизма работы схемы решил начать с более обычной части схемы, к которой не предъявляются строгие нормы по напряжению срабатывания.

Функцию отключения АЗУ от электросети в случае отсоединения аккума делает часть схемы, собранная на операционном дифференциальном усилителе А1.2 (дальше ОУ).

Механизм работы операционного дифференциального усилителя

Без познания механизма работы ОУ разобраться в работе схемы трудно, потому приведу короткое описание. ОУ имеет два входа и один выход. Один из входов, который обозначается на схеме знаком «+», именуется неинвертирующим, а 2-ой вход, который обозначается знаком «–» либо кружком, именуется инвертирующим. Слово дифференциальный ОУ значит, что напряжение на выходе усилителя находится в зависимости от разности напряжений на его входах. В данной схеме операционный усилитель включен без оборотной связи, в режиме компаратора – сопоставления входных напряжений.

Таким образом, если напряжение на одном из входов будет постоянным, а на втором поменяются, то в момент перехода через точку равенства напряжений на входах, напряжение на выходе усилителя скачкообразно поменяется.

Проверка схемы защиты от перенапряжения

Вернемся к схеме. Неинвертирующий вход усилителя А1.2 (вывод 6) подключен к делителю напряжения, собранного на резисторах R13 и R14. Этот делитель подключен к стабилизированному напряжению 9 В и потому напряжение в точке соединения резисторов, никогда не меняется и составляет 6,75 В. 2-ой вход ОУ (вывод 7) подключен ко второму делителю напряжения, собранному на резисторах R11 и R12. Этот делитель напряжения подключен к шине, по которой идет зарядный ток, и напряжение на нем изменяется зависимо от величины тока и степени заряда аккума. Потому и величина напряжения на выводе 7 тоже будет, соответственно поменяются. Сопротивления делителя подобраны таким образом, что при изменении напряжения зарядки аккума от 9 до 19 В напряжение на выводе 7 будет меньше, чем на выводе 6 и напряжение на выходе ОУ (вывод будет больше 0,8 В и близко к напряжению питания ОУ. Транзистор будет открыт, на обмотку реле Р2 будет поступать напряжение и оно замкнет контакты К2.1. Напряжение на выходе также закроет диодик VD11 и резистор R15 в работе схемы участвовать не будет.

Как напряжение зарядки превзойдет 19 В (это может случится исключительно в случае, если от выхода АЗУ будет отключен аккумулятор), напряжение на выводе 7 станет больше, чем на выводе 6. В данном случае на выходе ОУ напряжение скачкообразно уменьшится до нуля. Транзистор закроется, реле обесточится и контакты К2.1 разомкнутся. Подача напряжения питания на ОЗУ будет прекращена. В момент, когда напряжение на выходе ОУ станет равно нулю, раскроется диодик VD11 и, таким образом, параллельно к R14 делителя подключится R15. Напряжение на 6 выводе одномоментно уменьшится, что исключит неверные срабатывания в момент равенства напряжений на входах ОУ из-за пульсаций и помех. Изменяя величину R15 можно поменять гистерезис компаратора, другими словами напряжение, при котором схема возвратится в начальное состояние.

При подключения аккума к ОЗУ напряжения на выводе 6 снова установится равным 6,75 В, а на выводе 7 будет меньше и схема начнет работать в штатном режиме.

Для проверки работы схемы достаточно изменять напряжение на блоке питания от 12 до 20 В и подключив вольтметр заместо реле Р2 следить его показания. При напряжении меньше 19 В, вольтметр должен демонстрировать напряжение, величиной 17-18 В (часть напряжения свалится на транзисторе), а при большем – ноль. Лучше все таки подключить к схеме обмотку реле, тогда будет испытана не только лишь работа схемы, да и его способность к работе, а по щелчкам реле можно будет держать под контролем работу автоматики без вольтметра.

Если схема не работает, то необходимо проверить напряжения на входах 6 и 7, выходе ОУ. При отличии напряжений от обозначенных выше, необходимо проверить номиналы резисторов соответственных делителей. Если резисторы делителей и диодик VD11 исправны, то, как следует, неисправен ОУ.

Для проверки цепи R15, D11 достаточно дисконнектнуть одни из выводов этих частей, схема будет работать, только без гистерезиса, другими словами врубаться и отключаться при одном и том же подаваемом с блока питания напряжении. Транзистор VT12 просто проверить, отсоединив один из выводов R16 и контролируя напряжение на выходе ОУ. Если на выходе ОУ напряжение меняется правильно, а реле всегда включено, означает, имеет место пробой меж коллектором и эмиттером транзистора.

Проверка схемы отключения аккума при полной его зарядке

Механизм работы ОУ А1.1 ничем не отличается от работы А1.2, кроме способности изменять порог отключения напряжения при помощи подстроечного резистора R5.

Делитель для опорного напряжения собран на резисторах R7, R8 и напряжение на выводе 4 ОУ должно быть 4,5 В. Напряжение на выводе 3 А1.1, как Вы уже сообразили, должно быть равно напряжению 4,5 в случае, когда напряжение на аккуме достигнет величины 15,6 В для варианта тока зарядки 0,3 А. Для огромных токов, напряжение будет огромным и его необходимо подбирать экспериментально. Поподробнее этот вопрос рассмотрен в статье веб-сайта «Как заряжать аккумулятор».

Для проверки работы А1.1, напряжением питания, поданное с блока питания плавненько возрастает и уменьшается в границах 12-18 В. При достижении напряжения 15,6 В должно отключиться реле Р1 и контактами К1.1 переключить АЗУ в режим зарядки малым током через конденсатор С4. При понижении уровня напряжения ниже 12,54 В реле должно включится и переключить АЗУ в режим зарядки током данной величины.

Напряжение порога включения 12,54 В можно регулировать конфигурацией номинала резистора R9, но в этом нет необходимости.

При помощи переключателя S2 имеется возможность отключать автоматический режим работы, включив реле Р1 впрямую.

Схема зарядного устройства на конденсаторах без автоматического отключения

Для тех, кто не имеет достаточного опыта по сборке электрических схем либо не нуждается в автоматическом выключении ЗУ по окончании зарядки аккума, предлагаю упрощенней вариант схемы устройства для зарядки кислотных авто аккумов. Отличительная особенность схемы в ее простоте для повторения, надежности, высочайшем КПД и размеренным током заряда, наличие защиты от неверного подключения аккума, автоматическое продолжение зарядки в случае пропадания напряжения питания.

Принцип стабилизации зарядного тока остался постоянным и обеспечивается включением поочередно с сетевым трансформатором блока конденсаторов С1-С6. Для защиты от перенапряжения на входной обмотке и конденсаторах употребляется одна из пар нормально разомкнутых контактов реле Р1.

Когда аккумулятор не подключен, контакты реле Р1 К1.1 и К1.2 разомкнуты и если даже зарядное устройство подключено к электросети ток не поступает на схему. Тоже самое происходит, если подключить неверно аккумулятор по полярности. При правильном подключении аккума ток с него поступает через диодик VD8 на обмотку реле Р1, реле срабатывает и замыкаются его контакты К1.1 и К1.2. Через замкнутые контакты К1.1 сетевое напряжение поступает на зарядное устройство, а через К1.2 на аккумулятор поступает зарядный ток.

На 1-ый взор кажется, что контакты реле К1.2 не необходимы, но если их не будет, то при неверном подключении аккума, ток потечет с плюсового вывода аккума через минусовую клемму ЗУ, дальше через диодный мост и дальше конкретно на минусовой вывод аккума и диоды моста ЗУ выйдут из строя.

Предложенная обычная схема для зарядки аккумов просто приспосабливается для зарядки аккумов на напряжение 6 В либо 24 В. Достаточно поменять реле Р1 на соответственное напряжение. Для зарядки 24 вольтовых аккумов нужно обеспечить выходное напряжение с вторичной обмотки трансформатора Т1 более 36 В.

При желании схему обычного зарядного устройства можно дополнить устройством индикации зарядного тока и напряжения, включив его как в схеме автоматического зарядного устройства.

Описание схемы

Для начала разглядим особенности, касающиеся схемы ЗУ для АКБ. Как сказано выше, для того, чтоб сделать зарядное устройство для батареи автомобиля своими руками, вы должны владеть простейшими познаниями в области электротехники. Схема обычного зарядного устройства содержит в себе несколько компонент, одним из главных является трансформаторное устройство. Этот аксессуар не так просто отыскать в продаже, целесообразней будет извлечь из старенького телека, в этом случае для производства ЗУ мы будем использовать трансформатор ТС 180. Отыскать такое устройство можно на рынке, где торгую старенькыми запасными частями от домашней техники.

Схема для производства самодельного ЗУ

Трансформаторный узел должен быть обустроен 2-мя вторичными обмотками, который рассчитаны:

• на напряжение 6.4 В;
• на ток, составляющий 4.7 А.

В том случае, если вы подключите поочередно обе обмотки, то на выходе получите 12.8 вольт. Для зарядки стопроцентно разряженного аккума этого может не хватить (в этом случае будет нужно не меньше 14 вольт), но для подзарядки, также зарядки не очень разряженных АКБ этого напряжения хватит.

Если вы желаете все сделать правильно по схеме, то выводы 9 и 9? нужно соединить вместе, для этого употребляется толстый провод. А вот к контактам 10 и 10? необходимо будет припаять диодный мост, для этого применяется аналогичный провод. На схеме вы сможете узреть обозначение Д242А — это диодный мост, который состоит из 4 компонент.

Источник: vsamodelino.ru