Очень часто возникает проблема с зарядкой автомобильного аккумулятора, при этом зарядное устройство под рукой не имеется, как же быть в этом случае. Сегодня я решил напечатать эту статью, где намерен пояснить все известные способы зарядки автомобильного аккумулятора, интересно правда. Поехали!
СПОСОБ ПЕРВЫЙ - ЛАМПА И ДИОД
Снимок13Это один из наиболее простых способов зарядки, поскольку «зарядное устройство» по идее состоит из двух компонентов - обыкновенной лампы накаливания и выпрямительного диода. Основной недостаток данной зарядки заключается в том, что диод срезает только нижний полупериод, следовательно на выходе устройства у нас не полностью постоянный ток, но зарядить таким током автомобильный аккумулятор можно!
Лампочка - самая обыкновенная, можно взять лампу 40/60/100 ватт, чем мощнее лампа, тем больше ток на выходе, по идее лампа тут только для токогашения.
Диод, как уже сказал для выпрямления переменного напряжения, он обязательно должен быть мощным, при этом должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 Вольт! Ток диода должен быть более 10А! это обязательное условие, очень советую диод установить на теплоотвод, возможно придется его дополнительно охлаждать.
И на рисунке вариант с одним диодом, правда в этом случае ток будет в 2 раза меньше, следовательно время зарядки увеличиться (со 150 Ватной лампочкой, подсевший аккумулятор достаточно зарядить 5-10 часов, чтобы завести автомобиль даже в мороз)
Для увеличения тока заряда можно лампу накаливания заменить другой, более мощной нагрузкой - обогреватель, кипятильник и т.п.
СПОСОБ ВТОРОЙ - КИПЯТИЛЬНИК
Этот способ работает по тому же принципу, что и первый, за исключением того, что на выходе данного зарядного устройство ток полностью постоянный.
Основная нагрузка - кипятильник, при желании можно заменить лампой, как в первом варианте.
Диодный мост можно взять готовый, который можно найти в компьютерных блоках питания. ОБЯЗАТЕЛЬНО использовать диодный мост с обратным напряжением не менее 400Вольт с током НЕ МЕНЕЕ 5 Ампер, готовый мост установить на теплоотвод, поскольку он будет довольно сильно перегреваться.
Мост можно также собрать из 4-х мощных выпрямительных диодов, при этом напряжение и ток диодов должен быть таким, как в случае использования моста. Вообще, старайтесь использовать мощный выпрямитель, на столько мощный, на сколько это возможно, лишняя мощность никогда не помешает.
НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ мощные диодные сборки ШОТТКИ от компьютерных блоков питания, они очень мощные, но обратное напряжение этих диодов порядка 50-60 Вольт, поэтому они сгорят.
СПОСОБ ТРЕТИЙ - КОНДЕНСАТОР
Этот способ мне нравиться больше всех, использование гасящего конденсатора делает процесс заряда более безопасным, а из емкости конденсатора определяется ток заряда. Ток заряда легко определить по формуле
I = 2 * pi * f * C * U,
где U - напряжение в сети (Вольт), C - емкость гасящего конденсатора (мкФ), f - частота переменного тока (Гц)
Для зарядки автомобильного АКБ нужно иметь довольно большой ток (десятая часть емкости аккумулятора, например - для АКБ 60 А, ток заряда должен быть 6А), но для получения такого тока нам понадобиться целая батарея из конденсаторов, поэтому ограничимся током 1,3-1,4А, для этого, емкость конденсатора должна быть в районе 20мкФ.
Конденсатор обязательно нужен пленочный, с минимальным рабочим напряжением не менее 250 Вольт, отличный вариант конденсаторы типа МБГО отечественного производства.
Зарядное устройство 12в аккумулятора своими руками
Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.
Вот эти компоненты:
Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.
Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Сборка зарядного устройства
Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.
Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:
- Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
- Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).
Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.
Настройка выходного напряжения и зарядного тока
На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.
Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.
Защита от переполюсовки
Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.
Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.
Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.
Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.
Зарядное устройство для автомобиля
Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет постоянным напряжением, что не самый лучший режим зарядки для вашего акума. При перезаряде начинает «кипеть» электролит и в окружающее пространство начинают выделяться ядовитые пары.
Однажды в студеную зимнюю пору
Я из дому вышел, был сильный мороз!
Сажусь я в машину и ключик вставляю
Машина не с места
Ведь акум то сдох!
Знакомая ситуация, не так ли? 😉 Думаю, все автолюбители попадали в такую неприятную ситуацию. Есть два выхода: завести машину с заряженного акума соседской машины (если сосед не против), на жаргоне автолюбителей это звучит как «прикурить». Ну и второй выход — это зарядить акум. Зарядные устройства стоят не очень то и дешево. Их цена начинается с 1000 рублей. Если у вас жмет карман от денег, то проблема решена. Когда я попал в такую ситуацию, когда машина не завелась, то понял, что мне срочно нужно зарядное устройство. Но у меня не было лишней тысячи рублей на покупку зарядного устройства. В инете нашел очень простую схему, и решил собрать зарядник собственными силами. Схему трансформатора я упростил. Обмотки со второй колонны обозначаются со штрихом.
F1 и F2 — это плавкие предохранители. F2 нужен для защиты от короткого замыкания на выходе цепи, а F1 — от превышении напряжения в сети.
И вот что у меня получилось.
Теперь обо всем по порядку. Силовой трансформатор марки ТС-160 можно и ТС-180 можно выдергнуть со старых черно-белых телевизоров «Рекорд», но такового я не нашел и пошел в радиомагаз. Давайте разглядим его поближе.
Лепестки. куда паяются выводы обмоток транса.
А вот здесь прямо на трансе есть табличка, на каких лепестках какое напряжение выходит. Это значит, что при подаче на лепесток № 1 и 8 подать 220 Вольт, то на лепестках №3 и 6 мы получим 33 Вольта и максимальную силу тока в нагрузку 0,33 Ампера и тд. Но нас больше всего интересуют обмотки №13 и 14. На них мы можем получить 6,55 Вольт и максимальную силу тока 7,5 Ампер.
Для того, чтобы заряжать аккумулятор нам как раз потребуется большая сила тока. Но напряжение то у нас маленькое. Акум выдает 12 Вольт, но для того, чтобы его зарядить, напряжение зарядки должно превышать напряжение акума. 6,55 Вольт здесь никак не сгодится. Зарядник нам должен выдавать 13-16 Вольт. Поэтому мы прибегаем к очень хитрому решению. Как вы заметили, транс состоит из двух колон. Каждая колонна дублирует другую колонну. Места, где выходят выводы обмоток, пронумерованы. Для того, чтобы увеличить напряжение, нам нужно просто-напросто соединить два источника напряжения последовательно. Для этого соединяем обмотки 13 и 13′ и снимаем напряжение с обмоток 14 и 14′. 6,55 + 6,55 = 13,1 Вольт. Вот такое переменное напряжение мы получим. Теперь нам надо его выпрямить, то есть превратить в постоянный ток. Собираем Диодный мост на мощных диодах, потому как через них будет проходить приличная сила тока. Для этого нам потребуются диоды Д242А. Через них может течь прямой ток до 10 Ампер, что идеально подходит к нашему самопальному заряднику:-). Также можно отдельно купить диодный мост сразу модулем. В самый раз подойдет диодный мост КВРС5010, который можно купить на Али по этой ссылке или в ближайшем радиомагазине.
Как проверить диоды на работоспособность, думаю помнят все, кто не помнит — сюда.
Немного теории. Полностью посаженный акум обладает низким напряжением. По мере зарядки напряжение стает все больше и больше. Следовательно по Закону Ома у нас сила тока в цепи в самом начале зарядки будет очень большая, а потом все меньше и меньше. А так как диоды включены в цепь, то и через них будет проходить большая сила тока в самом начале зарядки. Согласно Закону Джоуля-Ленца будет происходить нагрев диодов. Поэтому, чтобы их не спалить, нужно отнимать от них тепло и рассеивать в окружающем пространстве. Для этого нам нужны радиаторы. В качестве радиатора я раздраконил нерабочий комповский блок питания и использовал его жестяной корпус.
Не забудьте подключить амперметр последовательно нагрузке. Мой амперметр без шунта. поэтому все показания я делю на 10.
Зачем нам амперметр? Для того, чтобы узнать, зарядился ли наш акум или нет. Когда акум полностью разряжен, он начинает жрать (слово «кушать» думаю здесь неуместно) ток. Жрет он порядка 4-5 Ампер. По мере зарядки он кушает все меньше и меньше силы тока. Поэтому, когда стрелка прибора покажет на 1 Ампер (в моем случае на шкале 10), то акум можно считать заряженным. Все гениально и просто:-).
Выводим две зацеплялки для клемм акума с нашего зарядника, в нашем магазе радио они стоят 6 руб за штуку, но я советую взять покачественнее, так как эти быстро ломаются. При зарядке не путайте полярность. Лучше как-нибудь пометить зацеплялки или взять разных цветов.
Если все правильно собрано, то на зацеплялках мы должны увидеть вот такую форму сигнала (по идее верхушки должны быть сглажены, так как синусоида). но разве что-то предъявишь нашему провайдеру электричества))). В первый раз видите что-то подобное? Бегом сюда!
Импульсы постоянного напряжения лучше заряжают акум, чем чистый постоянный ток. А как получить чистый постоянный из переменного описано в статье Как получить из переменного напряжения постоянное.
Ниже на фото акум почти уже заряжен. Замеряем его потребляемую силу тока. 1,43 Ампера.
Оставим еще чуток на зарядку
Не поленитсь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Так как транс такого рода считается силовым, то при замыкании вторичной обмотки, которую мы вывели на зарядку акума, сила тока будет бешенной и возникнет так называемое Короткое замыкание. У Вас махом начнет плавиться изоляция и даже провода, что может привести к печальным последствиям. Не проверяйте на искру напряжение на зацеплялках зарядника. По возможности не оставляйте без присмотра сей девайс. Ну да, дешево и сердито;-). Можно при большом желании доработать этот зарядник. Поставить защиту от КЗ, самовыключение при полной зарядке акума и тд. По себестоимости такой зардяник получился на 300 руб и 5 часов свободного времени на сборку. Зато теперь даже в самый лютый мороз можно спокойно завести машинку с полностью заряженным акумом.
Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.
Читайте также на сайте:
Особенности работы моего ветрогенератора
Анемометр — измеритель скорости ветра
Сколько энергии дают солнечные батареи 400Вт
Контроллер ФОТОН 150-50
Попытка восстановления клеммы аккумулятора
Защита аккумулятора от глубоких разрядов
Контроллер фотон как DC-DC преобразователь
Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции
Модернизация и обновление электростанции весна 2017
ИБП CyberPower CPS 600 E бесперебойник с чистым синусом
Устройство плавного пуска, запуск холодильника от инвертора
Где я покупаю неодимовые магниты
Состав и устройство моей солнечной электростанции
Сколько нужно солнечных батарей для холодильника?
Выгодны ли солнечные батареи?
Ветрогенератор на основе асинхронного двигателя с деревянным винтом
Подборка ваттметров постоянного тока с алиэкспресс
Как сделать диодный мост
Как сделать диодный мост для преобразования переменного напряжения в постоянное, однофазный и трехфазный диодный мост. Ниже классическая схема однофазного диодного моста.
Как видно на рисунке соединены четыре диода, на вход подается переменное напряжение, а на выходе уже плюс и минус. Сам диод это полупроводниковый элемент, который может через себя пропускать только напряжение с определенным значением. В одну сторону диод может пропускать через себя только минусовое напряжение, а плюс не может, а в обратную наоборот. Ниже диод и его обозначение в схемах. Через анод может пропускаться только минус, а через катод только плюс.
Переменное напряжение это такое напряжение где с определенной частотой меняется плюс с минусом. Например частота нашей сети 220вольт равна 50герц, то-есть 50 раз за секунду меняется полярность напряжения с минуса на плюс и обратно. Чтобы выпрямить напряжение, направить плюс на один провод, а плюс на другой нужны два диода. Один подключаетя анодом, второй катодом, таким образом когда на проводе появляется минус, то он идет по первому диоду, а второй минус не пропускает, а когда на проводе появится плюс, то наоборот первый диод плюс не пропускает, а второй пропускает. Ниже схема принципа работы.
Для выпрямления, а точнее распределения плюса и минуса в переменном напряжении нужны всего два диода на один провод. Если провода два то соответственно по два диода на провод, всего четыре и схема соединения выглядит ромбиком. Если три провода, то шесть диодов, по два на провод и того получится трехфазный диодный мост. Ниже схема соединения трехфазного диодного моста.
Диодный мост как видно из картинок очень прост, это простейшее устройство для преобразования переменного напряжения от трансформаторов или генераторов в постоянное. Переменное напряжение имеет частоту смены напряжения с плюса на минус и обратно, поэтому эти пульсации передаются и после диодного моста. Чтобы сгладить пульсации если это нужно ставят конденсатор. Конденсатор ставят параллельно, то-есть одним концом к плюсу на выходе, а вторым концом к плюсу. Конденсатор здесь служит как миниатюрный аккумулятор. Он заряжается и во время паузы между импульсами питает нагрузку разряжаясь, таким образом пульсации становятся незаметными, и если вы подсоединяете например светодиод, то он не будет мерцать и в другая электроника будет правильно работать. Ниже схема с конденсатором.
Также хочу отметить что напряжение пропущенное через диод немного понижается, для диода Шоттки это около 0,3-0,4вольта. Таким образом можно диодами понижать напряжение, скажем 10 последовательно соединенных диодов понизят напряжение на 3-4вольта. Нагреваются диоды именно из-за падения напряжения, скажем через диод идет ток силой 2ампера, падение 0,4вольта, 0,4*2=0,8ватт, таким образом на тепло уходит 0,8ватт энергии. А если 20ампер пойдет через мощный диод, то потери на нагрев будут уже 8ватт.
Е-ветерок.ру Ветрогенератор своими руками
Энергия ветра и солнца — 2013г. Контакты: Google+ / Вконтакте
Лада Приора Хэтчбек Ракета › Бортжурнал › Зарядное устройство своими руками
Купил сегодня тестер и сел паять зарядник из останков сабвуфера раскуроченого ранее. Немного теории для тех кто решит повторить. Зарядное устройство. Он же блок питания по сути состоит из двух модулей. Первый это трансформатор, его задача понизить напряжение до необходимых в нашем случает 12 вольт. Второй это диодный мост, нужен он для того чтоб переменное напряжение преобразовать в постоянное. Можно конечно все усложнить и наставить всяких фильтров лампочек и приборов. Но мы этого делать не будем ибо лень.
Берем трансформатор. Первое что нам нужно найти первичную обмотку. На нее мы будет подавать 220 в из розетки. Ставим тестер в режим измерения сопротивления. И прозванивает все провода. Находим ту пару которая дает самое большее сопротивление. Это и есть первичная обмотка. Далее прозваниваем остальные пары и запоминаем/записываем что с чем звонилось.
После того как нашли все пары подаем на первичную обмотку 220 в. Переводим тестер в режим измерения переменного напряжения и меряем сколько вольт на вторичных обмотках. В моем случае на всех парах было 12 в. Взял одну с самыми толстыми проводами остальные обрезал и заизолировал
с этим закончили переходим к диодному мосту.
Выпаял из платы сабвуфера 4 диода
скрутил вместе в диодный мост и пропаял соединения
Схема диодного моста и график изменения структуры синусоиды
вот что получилось у меня
осталось все соединить и проверить на работоспособность
То что получилось у меня
Включаем в сеть замеряем напряжение. Слева относительно последнего фото на диодном мосту будет минус. Справа плюс. Напаеваем туда провода которые в дальнейшем будем сажать на плюс и минус нашего акб.
Один из проводов на акб желательно пустить через лампочку чтоб убереч акб от передоза электричества
Вот что получилось в итоге
И последнее испытание с подключенной светодиодной лентой
Соблюдение режима эксплуатации аккумуляторных батарей, и в частности режима зарядки, гарантирует их безотказную работу в течение всего срока службы. Зарядку аккумуляторных батарей производят током, значение которого можно определить по формуле
где I - средний зарядный ток, А., а Q - паспортная электрическая емкость аккумуляторной батареи, А-ч.
Классическая зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки. В качестве регуляторов тока применяют проволочные реостаты (см. Рис. 1) и транзисторные стабилизаторы тока.
В обоих случаях на этих элементах выделяется значительная тепловая мощность, что снижает КПД зарядного устройства и увеличивает вероятность выхода его из строя.
Для регулировки зарядного тока можно использовать магазин конденсаторов, включаемых последовательно с первичной (сетевой) обмоткой трансформатора и выполняющих функцию реактивных сопротивлений, гасящих избыточное напряжение сети. Упрощенная такого устройства приведена на рис. 2.
В этой схеме тепловая (активная) мощность выделяется лишь на диодах VD1-VD4 выпрямительного моста и трансформаторе, поэтому нагрев устройства незначителен.
Недостатком на Рис. 2 является необходимость обеспечить напряжение на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем номинальное напряжение нагрузки (~ 18÷20В).
Схема зарядного устройства, обеспечивающее зарядку 12-вольтовых аккумуляторных батарей током до 15 А, причем ток зарядки можно изменять от 1 до 15 А ступенями через 1 А, приведена на Рис. 3.
Предусмотрена возможность автоматического выключения устройства, когда батарея полностью зарядится. Оно не боится кратковременных коротких замыканий в цепи нагрузки и обрывов в ней.
Выключателями Q1 - Q4 можно подключать различные комбинации конденсаторов и тем самым регулировать ток зарядки.
Переменным резистором R4 устанавливают порог срабатывания К2, которое должно срабатывать при напряжении на зажимах аккумулятора, равном напряжению полностью заряженной батареи.
На Рис. 4 представлена еще одного зарядного устройства, в котором ток зарядки плавно регулируется от нуля до максимального значения.
Изменение тока в нагрузке достигается регулированием угла открывания тринистора VS1. Узел регулирования выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Значение этого тока определяется положением движка переменного резистора R5. Максимальный ток заряда аккумулятора 10А, устанавливается амперметром. устройства обеспечена со стороны сети и нагрузки предохранителями F1 и F2.
Вариант печатной платы зарядного устройства (см. рис. 4), размером 60х75 мм приведен на следующем рисунке:
В схеме на рис. 4 вторичная обмотка трансформатора должна быть рассчитана на ток, втрое больший зарядного тока, и соответственно мощность трансформатора также должна быть втрое больше мощности, потребляемой аккумулятором.
Названное обстоятельство является существенным недостатком зарядных устройств с регулятором тока тринистором (тиристором).
Примечание:
Диоды выпрямительного мостика VD1-VD4 и тиристор VS1 необходимо установить на радиаторы.
Значительно снизить потери мощности в тринисторе, а следовательно, повысить КПД зарядного устройства можно, регулирующий элемент перенести из цепи вторичной обмотки трансформатора в цепь первичной обмотки. такого устройства показана на рис. 5.
В схеме на Рис. 5 регулирующий узел аналогичен примененному в предыдущем варианте устройства. Тринистор VS1 включен в диагональ выпрямительного моста VD1 - VD4. Поскольку ток первичной обмотки трансформатора примерно в 10 раз меньше тока заряда, на диодах VD1-VD4 и тринисторе VS1 выделяется относительно небольшая тепловая мощность и они не требуют установки на радиаторы. Кроме того, применение тринистора в цепи первичной обмотки трансформатора позволило несколько улучшить форму кривой зарядного тока и снизить значение коэффициента формы кривой тока (что также приводит к повышению КПД зарядного устройства). К недостатку этого зарядного устройства следует отнести гальваническую связь с сетью элементов узла регулирования, что необходимо учитывать при разработке конструктивного исполнения (например, использовать переменный резистор с пластмассовой осью).
Вариант печатной платы зарядного устройства на рисенке 5, размером 60х75 мм приведен на рисунке ниже:
Примечание:
Диоды выпрямительного мостика VD5-VD8 необходимо установить на радиаторы.
В зарядном устройстве на рисунке 5 диодный мостик VD1-VD4 типа КЦ402 или КЦ405 с буквами А, Б, В. Стабилитрон VD3 типа КС518, КС522, КС524, или составленный из двух одинаковых стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 16÷24 вольта (КС482, Д808, КС510 и др.). Транзистор VT1 однопереходной, типа КТ117А, Б, В, Г. Диодный мостик VD5-VD8 составлен из диодов, с рабочим током не менее 10 ампер (Д242÷Д247 и др.). Диоды устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 кв.см, а радиаторы будут сильно нагреваться, в корпус зарядного устройства можно установить вентилятор для обдува.
Проблемы с аккумуляторами — не такое уж редкое явление. Для восстановления работоспособности необходима дозарядка, но нормальная зарядка стоит приличных денег, а сделать ее можно из подручного «хлама». Самое главное — найти трансформатор с нужными характеристиками, а сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — дело буквально пары часов (при наличии всех необходимых деталей).
Процесс заряда аккумуляторов должен проходить по определенным правилам. Причем процесс заряда зависит от вида батареи. Нарушения этих правил приводит к уменьшению емкости и срока эксплуатации. Потому параметры зарядного устройства для автомобильного аккумулятора подбираются для каждого конкретного случая. Такую возможность предоставляет сложное ЗУ с регулируемыми параметрами или купленное специально под эту батарею. Есть и более практичный вариант — сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Чтобы знать, какие параметры должны быть, немного теории.
Виды зарядных устройств для аккумуляторных батарей
Заряд аккумулятора — процесс восстановления израсходованной емкости. Для этого на клеммы аккумулятора подается напряжение, немного превышающее рабочие показатели АБ. Подаваться может:
- Постоянный ток. Время заряда — не менее 10 часов, в течении всего этого времени подается фиксированный ток, напряжение изменяется от 13,8-14,4 В в начале процесса до 12,8 В в самом конце. При таком виде заряд накапливается постепенно, держится дольше. Недостаток этого способа — необходимо контролировать процесс, вовремя отключить зарядное устройство, так как при перезаряде электролит может закипеть, что существенно снизит его рабочий ресурс.
- Постоянное напряжение. При заряде постоянным напряжением, ЗУ выдает все время напряжение 14,4 В, а ток изменяется от больших значений в первые часы заряда, до очень небольших — в последние. Потому перезаряда АБ не будет (разве что вы оставите его на несколько суток). Положительный момент этого способа — время заряда уменьшается (90-95% можно набрать за 7-8 часов) и заряжаемый аккумулятор можно оставить без присмотра. Но такой «экстренный» режим восстановления заряда плохо влияет на срок службы. При частом использовании постоянным напряжением АБ быстрее разряжается.
В общем, если нет необходимости спешить, лучше использовать заряд постоянным током. Если надо за короткое время восстановить работоспособность аккумулятора — подавайте постоянное напряжение. Если говорить о том, какое лучше сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, ответ однозначен — подающее постоянный ток. Схемы будут простые, состоящие из доступных элементов.
Как определить нужные параметры при зарядке постоянным током
Опытным путем установлено, что заряжать автомобильные свинцовые кислотные аккумуляторы (их большинство) необходимо током, который не превышает 10% от емкости батарей . Если емкость заряжаемой АБ 55 А/ч, максимальный ток заряда будет 5,5 А; при емкости 70 А/ч — 7 А и т.д. При этом можно ставить чуть меньший ток. Заряд будет идти, но медленнее. Он будет накапливаться даже если ток заряда будет 0,1 А. Просто для восстановления емкости потребуется очень много времени.
Так как в расчетах принимают, что ток заряда составляет 10%, получаем минимальное время заряда — 10 часов. Но это — при полном разряде аккумулятора, а его допускать нельзя. Потому фактическое время заряда зависит от «глубины» разряда. Определить глубину разряда можно, замерив вольтаж на АБ до начала заряда:
Чтобы рассчитать примерное время заряда АБ , надо узнать разницу между максимальным зарядом батареи (12,8 В) и текущим ее вольтажом. Умножив цифру на 10 получим время в часах. Например, напряжение на аккумуляторе перед зарядом 11,9 В. Находим разницу: 12,8 В — 11,9 В = 0,8 В. Умножив эту цифру на 10, получаем что время заряда будет около 8 часов. Это при условии, что подавать будем ток, который составляет 10% от емкости батареи.
Схемы зарядного устройства для авто АБ
Для заряда аккумуляторов обычно используется бытовая сеть 220 В, которая преобразуется в пониженное напряжение при помощи преобразователя.
Простые схемы
Наиболее простой и эффективный способ — использование понижающего трансформатора. Именно он понижает 220 В до требуемых 13-15 В. Такие трансформаторы можно найти в старых ламповых телевизорах (ТС-180-2), компьютерных блоках питания, найти на «развалах» блошиного рынка.
Но на выходе трансформатора получается переменное напряжение, которое необходимо выпрямить. Делают это при помощи:
В приведенных схемах присутствуют также предохранители (1 А) и измерительные приборы. Они дают возможность контролировать процесс заряда. Их из схемы можно исключить, но придется периодически использовать для контроля мультиметр. С контролем напряжения это еще терпимо (просто приставлять к клеммам щупы), то контролировать ток сложно — в этом режиме измерительный прибор включают в разрыв цепи. То есть, придется каждый раз выключать питание, ставить мультиметр в режиме измерения тока, включать питание. разбирать измерительную цепь в обратном порядке. Потому, использование хотя-бы амперметра на 10 А — очень желательно.
Недостатки этих схем очевидны — нет возможности регулировать параметры заряда. То есть, при выборе элементной базы выбирайте параметры так, чтобы на выходе сила тока была те самые 10% от емкости вашего аккумулятора (или чуть меньше). Напряжение вы знаете — желательно в пределах 13,2-14,4 В. Что делать, если ток получается больше желаемого? Добавить в схему резистор. Его ставят на плюсовом выходе диодного моста перед амперметром. Сопротивление подбираете «по месту», ориентируясь на ток, мощность резистора — побольше, так как на них будет рассеиваться лишний заряд (10-20 ВТ или около того).
И еще один момент: зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделанное по этим схемам, скорее всего, будет сильно греться. Потому желательно добавить куллер. Его можно вставить в схему после диодного моста.
Схемы с возможностью регулировки
Как уже говорили, недостаток всех этих схем — в невозможности регулировки тока. Единственная возможность — менять сопротивления. Кстати, можно поставить тут переменный подстроечный резистор. Это будет самый простой выход. Но более надежно реализована ручная регулировка тока в схеме с двумя транзисторами и подстроечным резистором.
Ток заряда изменяется переменным резистором. Он стоит уже после составного транзистора VT1-VT2, так что ток через него протекает небольшой. Потому мощность может быть порядка 0,5-1 Вт. Его номинал зависит от выбранных транзисторов, подбирается опытным путем (1-4,7 кОм).
Трансформатор мощностью 250-500 Вт, вторичная обмотка 15-17 В. Диодный мост собирается на диодах с рабочим током 5А и выше.
Транзистор VT1 — П210, VT2 выбирается из нескольких вариантов: германиевые П13 — П17; кремниевые КТ814, КТ 816. Для отвода тепла устанавливать на металлической пластине или радиаторе (не менее 300 см2).
Предохранители: на входе ПР1 — на 1 А, на выходе ПР2 — на 5 А. Также в схеме есть сигнальные лампы — наличия напряжения 220 В (HI1) и тока заряда (HI2). Тут можно ставить любые лампы на 24 В (в том числе и светодиоды).
Видео по теме
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — популярная тема для автолюбителей. Откуда только не извлекают трансформаторы — из блоков питания, микроволновок.. даже мотают сами. Схемы реализуются не самые сложные. Так что даже без навыков в электротехнике можно справиться самостоятельно.
Большинство изготавливаемых сегодня аккумуляторных батарей относятся к необслуживаемым. То есть, если такое устройство вышло из строя, его просто заменяют аналогичным. Однако стоят аккумуляторные батареи довольно дорого, поэтому их срок службы стараются продлить по-максимуму с помощью специальных устройств называемых выпрямителями для зарядки аккумулятора.
Выпрямитель для зарядки аккумулятора преобразует переменный ток из основных линий электропитания в постоянный, пригодный для заряда АКБ. Однако на этом функции устройства не заканчиваются. Хорошие выпрямители позволяют производить десульфатацию, то есть очищать пластины аккумуляторной батареи от кристаллов сульфата свинца. Налет образуется даже в неиспользуемых АКБ. Правильный уход за аккумулятором позволяет уменьшить скорость протекания этого процесса. Неправильная же эксплуатация батареи способна значительно его ускорить.
Выпавший осадок значительно уменьшает площадь соприкосновения электролита и металла, что приводит к снижению емкости батареи. В обычном режиме эксплуатации АКБ избавиться от кристаллов свинца на пластинах практически невозможно. Рассмотрим для примера использование обыкновенной автомобильной аккумуляторной батареи. При запущенном двигателе генератор автомобиля выступает в роли источника питания. Однако вырабатываемого им напряжения для десульфатации недостаточно.
Избавиться от кристаллов можно только при помощи специальных повышенных величин напряжения электрического тока. Для каждого вида батарей они имеют свои оптимальные значения, позволяющие добиваться наилучших результатов. Именно для преобразования сетевого напряжения к оптимальным значениям а также переменного тока к постоянному и предназначены выпрямители для зарядки аккумуляторов.
При регулярном использовании выпрямители для зарядки аккумуляторов позволяют существенно продлить срок службы батареи. Также стоит отметить что параметры тока, вырабатываемое выпрямителями отличаются высоким качеством, что тоже благотворно сказывается на продолжительности эксплуатации АКБ.
На сегодняшний день на рынке представлен довольно широкий выбор различных выпрямителей для зарядки аккумуляторов. Правда, следует отметить, что большая часть из всего предлагаемого ассортимента - это зарядные устройства для автомобилей. Как правило, такие аппараты не позволяют пользователю самостоятельно задавать и контролировать величину тока или напряжения, что существенно сужает область их применения. Лишь немногие компании занимаются выпуском выпрямителей для АКБ специализированного транспорта и военной техники и уж тем более изготавливают универсальные устройства.
Компания «4АКБ-ЮГ» предлагает своим клиентам огромную линейку выпрямителей для зарядки аккумуляторов собственного производства. В отличии от аналогичных устройств других производителей, наши ВЗА позволяют оператору самостоятельно задавать требуемую величину напряжения и контролировать весь процесс заряда. Они отличаются высоким качеством входных параметров и высоким КПД. Использование импульсных преобразователей, объединенных в группы позволяет увеличить надежность изделия и продлить срок его службы: при выходе одного или нескольких преобразователей устройство сохраняет работоспособность, уменьшается только максимальное напряжение, которое оно способно вырабатывать.
Каждый автолюбитель мечтает иметь в своем распоряжении выпрямитель для зарядки аккумулятора. Без сомнения, это очень нужная и удобная вещь. Попробуем рассчитать и изготовить выпрямитель для зарядки аккумулятора на 12 вольт.
Обычный аккумулятор для легковой автомашины имеет параметры:
- напряжение в обычном состоянии 12 вольт;
- емкость аккумулятора 35 — 60 ампер часов.
Соответственно ток заряда составляет 0,1 от емкости аккумулятора, или 3,5 — 6 ампер
.
Схема выпрямителя для зарядки аккумулятора изображена на рисунке.
Прежде всего нужно определить параметры выпрямительного устройства.
Вторичная обмотка выпрямителя для зарядки аккумулятора должна быть рассчитана на напряжение:
U2 = Uак + Uo + Uд
где:
— U2
— напряжение на вторичной обмотке в вольтах;
— Uак
— напряжение аккумулятора равно 12 вольт;
— Uo
— падение напряжения на обмотках под нагрузкой равно около 1,5 вольт;
— Uд
— падение напряжения на диодах под нагрузкой равно около 2 вольт.
Всего напряжение: U2 = 12,0 + 1,5 + 2,0 = 15,5 вольт.
Примем с запасом на колебание напряжения в сети: U2 = 17 вольт.
Ток заряда аккумулятора примем I2 = 5 ампер.
Максимальная мощность во вторичной цепи составит:
P2 = I2 х U2 = 5 ампер х 17 вольт = 85 ватт.
Мощность трансформатора в первичной цепи (мощность, которая будет потребляться от сети) с учетом КПД трансформатора, составит:
P1 = P2 / η = 85 / 0,9 = 94 ватт.
где:
— Р1 — мощность в первичной цепи;
— Р2 — мощность во вторичной цепи;
-η = 0,9 — коэффициент полезного действия трансформатора, КПД.
Примем Р1 = 100 ватт.
Рассчитаем стальной сердечник Ш — образного магнитопровода, от площади поперечного сечения которого зависит передаваемая мощность.
S = 1,2√ P
где:
— S площадь сечения сердечника в см.кв.;
— Р = 100 ватт мощность первичной цепи трансформатора.
S = 1,2√ P = 1,2 х √100 = 1,2 х 10 = 12 см.кв.
Сечение центрального стрежня, на котором будет располагаться каркас с обмоткой S = 12 см.кв.
Определим количество витков, приходящихся на 1 один вольт, в первичной и вторичной обмотках, по формуле:
n = 50 / S = 50 / 12 = 4,17 витка.
Возьмем n = 4,2 витка на 1 вольт.
Тогда количество витков в первичной обмотке будет:
n1 = U1 · n = 220 вольт · 4,2 = 924 витка.
Количество витков во вторичной обмотке:
n2 = U2 · n = 17 вольт · 4,2 = 71,4 витка.
Возьмем 72 витка.
Определим ток в первичной обмотке:
I1 = P1 / U1 = 100 ватт / 220 вольт = 0,45 ампер.
Ток во вторичной обмотке:
I2 = P2 / U2 = 85 / 17 = 5 ампер.
Диаметр провода определим по формуле:
d = 0,8 √I.
Диаметр провода в первичной обмотке:
d1=0,8 √I1 = 0,8 √ 0,45 = 0,8 · 0,67 = 0,54 мм.
Диаметр провода во вторичной обмотке:
d2 = 0,8√ I2 = 0,8 5 = 0,8 · 2,25 = 1,8 мм.
Вторичная обмотка наматывается с отводами.
Первый отвод делается от 52 витка, затем от 56 витка, от 61, от 66 и последний 72 виток.
Вывод делается петелькой, не разрезая провода. затем с петельки счищается изоляция и к ней припаивается отводящий провод.
Регулировка зарядного тока выпрямителя производится ступенчато, переключением отводов от вторичной обмотки. Выбирается переключатель с мощными контактами.
Если такого переключателя нет, то можно применить два тумблера на три положения рассчитанных на ток до 10 ампер (продаются в авто-магазине).
Переключая их, можно последовательно выдавать на выход выпрямителя, напряжение 12 — 17 вольт.
Положение тумблеров на выходные напряжения 12 — 13 — 14,5 — 16 — 17 вольт.
Диоды должны быть рассчитаны, с запасом, на ток 10 ампер и стоять каждый на отдельном радиаторе, а все радиаторы изолированы друг от друга.
Радиатор может быть один, а диоды установлены на нем через изолированные прокладки.
Площадь радиатора на один диод около 20 см.кв., если один радиатор, то его площадь 80 — 100 см.кв.
Зарядный ток выпрямителя можно контролировать встроенным амперметром на ток до 5 -8 ампер
.