Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов с стабилизатором тока

Все своими руками

Электронные самоделки в домашних условиях

Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Здравствуйте. Сегодня буду рассказывать о давно используемой мной схемой тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которое я буду использовать как зарядное устройство для свинцовых аккумуляторных батарей

Я уже как то писал о зарядке на тиристоре. Это зарядное на много лучше. Начну описание зарядного на тиристоре ку202 с преимуществ:
— Зарядное легко выдерживает ток до 10А(зависит от тиристора, в данном случае КУ202)
— Ток заряда импульсный, что по мнению многих радиолюбителей, поможет со сроком службы АКБ
— Схема состоит из легкодоступных деталей, можно собрать чуть ли не из хлама
Схема зарядного легко повторима и ее сможет собрать даже новичок, ли ж бы паять умел
— И последнее преимущество,что к этой схеме не требуется никаких примочек. Схема уже снабжена всем необходимо, что бы рукожопые не сожгли ни аккумулятор, ни схему. В схеме зарядного есть защита от короткого замыкания, защита от переполюсовки, а так же ограничитель напряжения зарядки. Ограничение напряжения зарядки дает возможность не следить за окончанием зарядки, а оставлять зарядку без контроля на долгое время, схема сама все отключит

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202
Рассмотрим схему зарядного устройства. Слева на транзисторах Q2Q3 собранна схема тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, о том что это такое в интернете полно информации. Регулировка фазы открытия и соответственно тока зарядки регулируется переменным резистором R4. Транзисторы Q2Q3 это аналог однопереходного транзистора, который можно заменить на КТ117 для облегчения схемы. Силовой тиристор использую КУ202,он у нас доступен и достаточно мощный, что бы заряжать автомобильные аккумуляторы достаточным током. Кстати ток зарядки выставляется на 110 от емкости.

Правая часть схема это защита аккумулятора. На транзисторе Q1Q4 собранны защита от перенапряжение, защита от КЗ и защита от переполюсовки. Включается схема только когда на выход зарядки подключен АКБ. Через делитель R3R6 идет ток, открывая транзистор Q1 и запитывает фазоимпульсный регулятор тока.
Защита от переполюсовки работает так. Когда клемы не правильно подключены, ток идущий через тот же делитель запирает транзистор, соответственно ток на регулятор мощности не идет.
Отсекатель зарядки работает достаточно просто, когда напряжение окончания зарядки достигает 14.4В, напряжение на делителе R8R11 становиться достаточным для пробоя стабилитрона, транзистор Q4 открывается, закрывая собой Q1
И самое главное в схеме, это трансформатор. Питается схема от трансформатора с напряжением 18-25В. В моем случае на время испытаний питал зарядное от Регулируемого источника переменного тока.
Печатная плата тиристорного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Скачать печатную плату тиристорного зарядное устройства
Как изготовить печатную плату своими руками, можно посмотреть в статье Как изготовить печатную плату.

На выходе на плате установлены два светодиода для индикации подключения АКБ. Зеленый сигнализирует правильно подключенный аккумулятор, красный- полярность нарушена или переполюсовка. Так же на выход не плохо поставить предохранитель, ну на всякий случай

Теперь об испытания. Схема спаянна и собранна, диодный мост и тиристор установлены на радиаторы, выходные провода припаяны.
Печатная плата использовалась от старых зарядных и подготовлена под мощные резисторы. Но так как я пересчитал номиналы, то теперь все резисторы можно использовать на 0,25Вт. Так же транзисторы использовал типа КТ315 КТ361, старые но надежные. Можно использовать КТ3102 КТ3107 КТ814 КТ815 КТ816 КТ817
Испытания проведу на гелевом акб, влень с машины снимать нормальную акуму! На этой фото я намеренно подключил зарядку неправильно, но кроме загоревшегося красного светодиода ничего не произошло. Так и должно быть
А теперь правильно подключил и ток побежал. На фото минимальные показания тока, но можно сделать меньше увеличив номинал R4, допустим до 33кОм. Я оставил минимальный ток в 2А, так как меньше ток нет смысла ставить для автомобильного АКБ
А здесь максимальный ток в 8А. Этот показатель регулируется резистором R2. Чем меньше резистор, тем выше максимальный ток. Но гнаться за током не стоит, так как КУ202 больше 10А не вытянет, да и тока 10А вполне достаточно для зарядки АКБ емкостью в 120А.ч.
На фото почти заряженный аккумулятор и пришло время сделать всего одну настройку, это выставить максимальное напряжение. Для этого нужно подождать пока акума зарядиться до 14,4В и переменным резистором R8 выставить момент что бы напряжение выше не поднималось.
И все схема собранна, зарядка заряжает защиты работают. На этом пока остановлючь, эта схема была собрана что бы пересчитать номиналы резисторов, рассказать вам о принципе работы и что я с ней буду дальше делать расскажу в статье про пуско зарядное устройство, а пока все.

Благодаря читателю удалось узнать автора доработки схемой автоматического отключения, автор master144, а обсуждение на форуме тут

Хотите такое же устройство?
Напишите мне на внутреннюю почту Вконтакте.
А так же подписывайтесь на обновления в группе, кнопки вверху сайта, и всегда будете в курсе последних обновлений
С ув. Эдуард

Как сделать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками

Зарядное устройство для аккумулятора – это необходимый девайс каждого автолюбителя. Но в силу высокой стоимости и частых поломок, позволить себе купить новое ЗУ может далеко не каждый. Но выход есть.

Если вы имеете определенные навыки и умеете держать в руках инструменты, в том числе и паяльник, то сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками – не составит труда. Ниже более подробно изучим этот вопрос.

Немного полезной информации

Аккумулятором называется накопитель электрического заряда. Во время подачи на него электрического напряжения, происходит накопление энергии, что объясняется химическими изменениями внутри батареи. При подключении источника потребления можно наблюдать обратный процесс, который обусловлен обратным химическим изменением, создающим напряжение в области клеммов устройства. Через нагрузку происходит прохождение тока. То есть, чтобы получить напряжение от аккумуляторной батареи, следует сначала ее зарядить.

Сам процесс заряда батареи происходит по определенным правилам и зависит от вида аккумулятора. Из-за нарушения данных правил возможно уменьшение срока эксплуатации батареи, а также ее емкости.

Это возможно в случае со сложными зарядными устройствами, имеющими регулируемые параметры, а также приобретая отдельное ЗУ специально под определенную батарею. Но есть более универсальный и практичный вариант – сделать зарядное устройство своими руками.

Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

В процессе заряда батареи происходит восстановление израсходованной в емкости энергии. С этой целью на клеммы аккумуляторной емкости происходит подача напряжения, которая слегка выше, нежели основные рабочие показатели аккумуляторной батареи. В зависимости от вида зарядного устройства, подаваться может:

1. Постоянный ток. Средняя длительность такого заряда составляет около 10 часов и более, при этом на протяжении всего времени происходит подача фиксированного тока. Напряжение может изменяться в пределах от 13,8 до 14,4 В в самом начале зарядки, а в конце она может снизиться до отметки в 12,8 В. То есть это постепенный метод накопления емкости батареи, который в ходе эксплуатации держится дольше. Но среди минусов можно выделить необходимость в контроле над процессом, так как важно вовремя выключить ЗУ. В случае перезаряда возможно закипание электролита, что снизит функциональность батареи.
2. Постоянное напряжение. При таком типе заряда устройство все время подает напряжение в 14,4 В, при этом происходит изменение значений от больших в начале зарядки, до меньших – в конце. Поэтому перезаряд невозможен, разве что в случае если вы оставите ЗУ на несколько дней. Достоинством является меньшее время для заряда (7-8 часов), и возможность оставить ЗУ без присмотра. Но при частом использовании данного метода возможно более быстрое выхождение батареи из строя, в процессе эксплуатации она будет быстрее разряжаться.

Поэтому, если нет необходимости в быстром заряде батареи, лучше отдать предпочтение первому варианту – с постоянным током. А в случае, когда нужно быстро восстановить работоспособность АБ подойдет постоянное напряжение, но не для многоразового пользования.

Если же задаетесь вопросом, какое лучше зарядное устройство сделать своими руками, то здесь однозначно стоит выбрать вариант с подачей постоянного тока. По схеме этот прибор достаточно прост, и состоит из доступных элементов.

Как узнать состояние батареи?

Необходимость в зарядке аккумулятора автомобиля зависит от уровня заряда. И метод проверки, именуемый в народе как «крутит/не крутит» является не самым удачным методом. Если же батарея «не крутит», например, перед выездом, то вы вообще не сможете завести машину, состояние «не крутит»– критическое и может предполагать крайне негативные последствия для самого аккумулятора.

Самым эффективным и безопасным методом является измерение напряжение при помощи самого простого тестера. Так, при температуре воздуха приблизительно около 20 градусов, зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора такова:

• 12,6-12,7 – батарея полностью заряжена;
• 12,3-12,4 – уровень заряда составляет около 75%;
• 12,0-12,1 – приблизительно 50%;
• 11,8-11,9 – 25%;
• 11,6-11,7 – батарея находится в разряженном состоянии;
• если же показатель находится ниже отметки в 11,6 В, то это означает глубокий разряд.

Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.

Показатель в 10,6 Вольт является критическим, и если уровень еще больше снизится, то аккумуляторная батарея, особенно которая давно обслуживалась, просто выйдет из строя.

Нужные параметры при зарядке постоянным током

Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.

Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.

Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.

Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Обычно с целью пополнения емкости электрического накопителя, необходима бытовая сеть в 220 вольт, преобразовывающаяся в пониженное напряжение с помощью преобразователя. Сделать ЗУ своими руками вполне возможно, скорее, это даже не вызовет никаких проблем. Для этого достаточно будет минимальных знаний в области электротехники и умение пользоваться паяльником, и другими инструментами.

Простые схемы

Самый простой и действенный метод заключается в использовании понижающего трансформатора. С его помощью снижается напряжение в 220 В до необходимых для заряда 13-15 вольт.

Найти трансформаторы такого типа можно в старых ламповых телевизорах или же в блоках питания для компьютера, которые продаются на блошиных рынках. Однако имеется нюанс – на выходе трансформатора переменное напряжение. Поэтому появляется необходимость в его выпрямлении.

Это можно сделать с помощью таких методов:

• Одного выпрямляющего диода, установленного после трансформатора, при этом на выходе подобного зарядного устройства будет наблюдаться пульсирующий ток с сильными ударами, так как срезана только одна полуволна. Ниже представлена самая простая схема с одним диодом.

• Второй метод – это использование диодного моста, благодаря которому отрицательная волна будет заворачиваться вверх. Зарядное устройство тоже будет обладать пульсирующим током, но биение уже будут менее выраженными. Чаще всего в домашних условиях реализовывают именно эту схему, хотя она является далеко не самым лучшим вариантом. Диодный мост можно собрать самостоятельно на любых выпрямляющих диодах. Или же можно не заморачиваться, и приобрести уже готовую сборку.

• Третий вариант – это диодный мост со сглаживающим конденсатором (4000-5000 мкФ, 25 вольт). На выходе данной схемы мы получается постоянный ток, что очень даже подходит для изготовления зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками.

Все вышеперечисленные схемы имеют в своем составе также предохранители типа 1А и приборы для измерения. С их помощью возможно контролировать процесс заряда аккумуляторной батареи. Однако можно исключить их из данных схем, но в таком случае для периодических измерений и контроля над функциональностью прибора необходимо будет использовать мультиметр.

И если в случае с контролем напряжения подобный вариант возможен (просто нужно будет приставлять щупы к клеммам), то вот проконтролировать ток будет достаточно сложно. В таком случае для измерения необходимо будет включать прибор в разрыв цепи. Это означает, что каждый раз для проверки тока потребуется выключать питание, после проводить проверку мультиметром в режиме измерения тока, а потом опять включать питание. Придется разбирать измерительную цепь в обратном направлении. В связи с этим необходимо заранее подумать о применении амперметра хотя бы на 10 А.

Среди недостатков данных схем можно выделить отсутствие возможности регулировки параметров заряда. Поэтому выбирая элементную базу, отдавайте предпочтение таким вариантам, чтобы на выходе сила тока соответствовала тем самым 10% или немного меньше от емкости батареи. Напряжение должно наблюдаться в пределах от 13,2 до 14,4 вольт.

Но что делать в случае, когда ток больше необходимой отметки? Для этого в схему ЗУ следует добавить резистор, который размещают на плюсовом выходе диодного моста непосредственно перед амперметром. По месту необходимо подобрать сопротивление, основной ориентир – ток. При этом мощность резистора должна быть немного больше, так как на него будет рассеиваться лишний заряд, приблизительно 10-20 ВТ.

Еще один нюанс – скорее всего зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, сделанное своими руками по вышеперечисленным схемам будет сильно нагреваться. Чтобы избежать перегорания, можно в схему добавить куллер, который должен располагаться после диодного моста.

Схемы с регулировкой

Недостатком всех данных схем является отсутствие возможности производить регулировку подачи тока. И единственный вариант изменить это – менять сопротивления. Можно поставить переменный подстроечный резистор, что является наиболее простым и эффективным вариантом. Однако более надежно будет произвести ручную регулировку тока в схеме с использованием двух транзисторов и подстроечным резистором.

Ниже предоставлена схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, в которой имеется возможность производить ручную регулировку тока заряда.

Изменение тока заряда происходит при помощи переменного резистора, который необходимо разместить после составного транзистора VT1-VT2, поэтому через него проходит небольшой ток. В связи с этим мощность будет в среднем около 0,5-1 Вт.

Трансформатор с мощностью в 250-500 Вт и вторичная обмотка 15-17 В, при которой диодный мост должен быть собран на диодах с рабочим током в 5% и более.

Следует выбирать транзистор VT1 — П210, так как VT2 можно выбрать из нескольких вариантов. Это германиевые П13-П17 или же кремниевые КТ814, КТ 816. Чтобы отводить тепло и не провоцировать перегрев, следует на металлической пластине или же в области радиатора установить отвод не менее 300 см кв.

Зарядное устройство из блока питания

Для сбора простого зарядного устройства своими руками, необходим самый обыкновенный блок питания от старого компьютера и немного знаний в области радиотехники. При этом характеристики прибора будут очень даже неплохими. С помощью подобного устройства можно заряжать аккумуляторные батареи током не более 10 А, при этом имеется возможность регулировки тока и напряжения заряда.

Основным условием является блок питания с контроллером TL494. Чтобы создать автомобильную зарядку своими руками из блока питания компьютера, необходимо собрать схему, которая представлена ниже на картинке.

Далее представим алгоритм для доработки операции:

1. Откусить провода шин питания, кроме желтый и черных.
2. Произвести соединение желтых проводов между собой и отдельно черных, с учетом полюса «+» и «-» (отталкиваясь от данных на схеме).
3. Перерезать все дорожки, которые ведут к выводам контроллера 1, 14, 15 и 16.
4. Произвести установку на кожух блока питания переменных резисторов, номинал которых будет соответствовать 10 и 4,4 кОм, что необходимо для регулировки напряжения и тока зарядки.
5. При помощи навесного монтажа собрать схему, показанную на картинке выше.

Имея небольшие знания и умения в области электрики и радиотехнологии, можно с легкостью разобраться с задачей создания зарядного устройства в домашних условиях. Важно соблюдать нюансы, и обращать внимания на мелочи, так как даже банальное несовпадение проводов или же путаница в полюсах может привести устройство в негодность.

Видео «Пошаговая инструкция по сборке зарядного устройства»

Выбор импульсных зарядных устройств для аккумулятора автомобиля

1. Назначение зарядного устройства
2. Устройство импульсного ЗУ
3. Виды и типы
4. Характеристики и преимущества
5. Особенности
6. Специальный режим
7. Преимущества и недостатки
8. Как правильно заряжать
9. Особенности самостоятельного изготовления импульсного ЗУ
10. Критерии отбора ЗУ для автоаккумулятора
11. Самые популярные модели

Почти у каждого водителя случались проблемы с аккумулятором. Устройство разряжалось, двигатель переставал заводиться, гасли лампочки, отказывали все приборы. Случается такое редко, но может произойти с любым автомобилем. Для избежания от неприятности следует купить прибор, заряжающий батарею. Это может быть импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Назначение зарядного устройства

Прибор для восстановления работоспособности аккумуляторов должен выполнять следующие задачи:

• стабилизировать и контролировать зарядный ток;
• не допускать нагрева электролита до температуры 45°С.

Цикл контроля состоит из этапов:

• заряд аккумулятора до максимальной емкости;
• в течение 10 часов током около 10% от емкости батареи;
• восстановление разряженного устройства питания.

Устройство импульсного ЗУ

Автомобиль оснащен многими функциями для достижения комфорта эксплуатации. В нем работают мини-бар, кондиционер, навигатор, вентилятор, фары, прикуриватель и другие системы. Без аккумулятора, который нуждается в периодической подзарядке, они функционировать не могут.

Импульсные устройства для зарядки батарей в машине отличаются компактностью, легкостью, относительной дешевизной. Основу их составляет небольшая электронная схема, выдающая токи высокой частоты.

Виды и типы

Для восстановления работоспособности АКБ используют 3 способа:

• постоянное напряжение;
• постоянный ток;
• комбинированный метод.

С помощью постоянного напряжения батарея не только заряжается до полного объема, но и пополняет небольшой запас потерянной энергии. Для безопасности процесс происходит на вынутом из автомобиля аккумуляторе. Это позволяет осуществлять полный контроль за происходящим.

При работе с постоянным током необходимо держать его на уровне 1/10 части полной емкости батареи. При увеличении показаний происходит закипание электролита или выделение клубов пара из банок аккумулятора. Недостаток метода — необходимость через каждые 30 минут замерять и регулировать величину тока.

Комбинированный режим отличается своей простотой. Сначала подается на клеммы постоянное напряжение, через некоторое время — постоянный ток. Все процессы выполняются автоматически.

Используемые ЗУ могут быть трансформаторные. Они много весят, неудобны в транспортировке, поэтому пользуются ими редко. На смену пришли импульсные зарядные приборы.

Характеристики и преимущества

Зарядники аккумуляторов для автомобиля, работающие в импульсном режиме, просты и удобны в эксплуатации. Они обладают рядом преимуществ, которые полюбились потребителям.

Особенности

Импульсные ЗУ встречаются следующих типов:

• ручные;
• автоматические;
• полуавтоматические.

Ручные аппараты требуют присутствия человека, который должен контролировать силу тока, величину напряжения, продолжительность процесса зарядки.

У автоматических приборов работа происходит под руководством программ. Они сами определяют и устанавливают необходимые параметры. Процесс проходит автоматически.

Специальный режим

Многие виды ЗУ имеют специальный режим работы. Есть такой параметр и в импульсном приборе. Это «Boost». При его включении аккумулятор автомобиля заряжается за 5-10 минут. Этого времени достаточно для запуска двигателя, если батарея была разряжена полностью. Часто пользоваться режимом «Boost» не рекомендуется. Он пагубно действует на электролит и приводит аккумулятор за 2-3 месяца к выходу из строя.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество аппарата — компактность и мобильность. Для него не нужно много места. Это удобно при недельном отдыхе с выездом за город прибор может долго лежать в бардачке автомобиля.

• полная автоматизация рабочего процесса;
• улучшенная система защиты;
• увеличение длительности использования АКБ;
• доступная стоимость;
• наличие «умных подсказок».

Во время зарядки батареи не нужно караулить хорошее ЗУ. Программное обеспечение выполнит работу самостоятельно. Стабилизаторы и преобразователи напряжения предохраняют аккумулятор от поломок, перегрева и других неполадок. Цена привлекает внимание владельцев авто. При допущенных ошибках в выборе параметров тока прибор даст сигнал и предложит варианты решения проблемы.

Единственный недостаток устройства — обилие датчиков, указывающих возможные неполадки прибора. Устранение любой поломки требует денежных затрат. Опытные автовладельцы вместо ремонта покупают новое ЗУ.

Как правильно заряжать

В процессе зарядки необходимо соблюдать условия, помогающие избежать поломок прибора и продлить срок эксплуатации батареи:

• лучше извлечь аккумулятор из автомобиля;
• вывернуть пробки из банок;
• во избежание короткого замыкания правильно присоединиться к клеммам;
• даже в автоматическом режиме изредка контролировать рабочий процесс.

Зарядка до полной емкости продолжается в течение 15-20 часов. Использовать режим «Boost» не рекомендуется.

Особенности самостоятельного изготовления импульсного ЗУ

Для конструирования и постройки ЗУ своими руками нужна плата, в которую добавляются ключи и блоки питания от компьютерной техники. С помощью диодов собирается выпрямительный мост. Для сборки цепи питания потребуются:

• резисторы для гашения излишнего тока;
• выпрямительные диоды;
• конденсаторы;
• трансформатор.

Трансформатор для создания необходимого напряжения и тока можно использовать от блока питания компьютера. Сборка не представляет трудностей.

Критерии отбора ЗУ для автоаккумулятора

При выборе устройства необходимо проверить наличие:

• защиты от перенапряжения;
• возможности ускоренной зарядки;
• работы в режиме десульфатации;
• условий эксплуатации прибора.

Выходное напряжение должно равняться показаниям на клеммах аккумулятора — 12 или 24 В. Для установки силы тока нужно знать емкость батареи. Изделия выпускаются с несколькими вариантами защиты. Большое значение имеют и габаритные размеры аппарата. Не стоит приобретать ЗУ без обозначения наименования фирмы и названия модели, без указания выходного напряжения и тока. Товар, не имеющий названия фирмы и наименования модели часто ломается и приводит в негодность заряжаемую аппаратуру.

Самые популярные модели

Рейтинг распространенных моделей:

1. Voin VL 155-6(12)В. Аппарат оборудован дисплеем для контроля процесса. Работает в нескольких режимах, имеет компактные размеры. Трехуровневая система защиты предотвращает замыкания. Медленная зарядка продляет жизнь аккумулятора. Стоимость — до 2000 руб.
2. Elegant — агрегат весом 3 кг. С помощью дополнительных дисплеев контролируются происходящие процессы и состояние аккумулятора. Купить ЗУ можно за 3000 руб.
3. Master Watt — универсальный аппарат украинского производства. Используется с автомобильными батареями всех типов. Работает в полуавтоматическом режиме, требующем контроля. Срок эксплуатации — до 25 лет. Стоимость — 1600 руб.
4. KeepPower Medium создан для автолюбителей-новичков. При правильном присоединении аккумуляторных клемм остается выбрать нужную программу и включить устройство в сеть. Работа продолжается в автоматическом режиме. Цена — от 3000 руб.
5. Bosh С7 — полуавтомат стоимостью до 3000 руб. Может выполнять функции блока питания.
6. Орион PW-265 подходит мотоциклистам и водителям автомобилей. Зарядный ток задается владельцем. Максимальный показатель — 6 А. Прибор оснащен защитой от замыканий, перегрева и неправильного подключения клемм. Провода складываются в специальный отсек на задней стенке. Средняя стоимость — 1300 руб.
7. Вымпел-27 2045 представлен фирмой Орион. Аппарат прост в управлении, имеет относительно низкую цену — около 2000 руб. Есть функция авторежима. Зарядный ток — 0,4-7 А.
8. Ермак АТЗ-10Р. При окончании работы снижает ампераж и подает сигнал. Электролит не перегревается. Цена — 1400 руб.

Автоматическое зарядное устройство своими руками для автомобильного аккумулятора

1. Популярные схемы зарядных устройств
2. Простое автоматическое зарядное устройство
3. Схема автоматического зарядного устройства для аккумуляторов
4. Схема автоматического зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
5. Список радиодеталей
6. Сборка
7. Зарядное устройство из компьютерного блока питания
8. Список радиодеталей
9. Сборка
10. Зарядное устройство на микроконтроллере
11. Схема
12. Список радиодеталей
13. Сборка
14. Правила зарядки аккумулятора и эксплуатация ЗУ

Популярные схемы зарядных устройств

На сегодняшний день рынок переполнен огромным выбором самых различных автоматических зарядных устройств (ЗУ) для автомобильного аккумулятора. Они различаются по конструктивным особенностям, скорости работы и ценам. Впрочем, всегда есть любители собрать или отремонтировать что-то своими руками. Для этой категории наших читателей мы разберём несколько самых популярных видов приспособлений, но прежде поговорим о их классификации и предназначении.

Все ЗУ делятся по виду работы:

1. Трансформаторные – тяжёлые стационарные агрегаты. Устанавливаются в производственных помещениях или автосервисах.
2. Импульсные – имеют небольшой размер, ими пользуются рядовые автомобилисты.

По скорости ЗУ бывают ускоренные и кондиционирующие.

Кроме того, зарядки могут быть:

1. Обычные. К ним мы все привыкли и пользуемся ими в повседневной жизни.
2. Пусковые. Ими можно привести в чувство подсевший накопитель. Используются для запуска двигателя. Они очень удобны в мороз, когда не хочется ничего откручивать или элементарно нет времени.
3. Зарядно-пусковые. Универсальные, эффективны в обоих случаях.

Мы разберём три популярных схемы:

1. Автоматическое зарядное устройство для аккумулятора в 12 В. Это надёжный прибор, способный к саморегуляции и имеющий функцию отключения на нужной отметке. Собираться он будет в два этапа, путём соединения двух отдельных агрегатов.
2. ЗУ из компьютерного блока питания. Здесь подойдут только блоки, в основе которых находятся микросхемы TL494 и KA7500. Это также незамысловатый в изготовлении и достаточно умный девайс.
3. ЗУ на микроконтроллере. Его можно приобрести как конструктор, с подробной приложенной инструкцией и по заметно меньшей цене, хотя ничто не мешает отыскать все элементы в тайных закромах своего гаража. Данное конструирование потребует от вас некоторых умений и навыков.

На сегодняшний день существует огромное количество разнообразных рабочих схем. Мы подобрали для вас три самые популярные и доступные, но при этом обладающие внушительным функционалом.

Простое автоматическое зарядное устройство

ПАЗУ состоит из трансформатора и диодного моста. Конечно, можно использовать неавтоматический прибор и не знать проблем, но это связано с потерей лишнего времени. Мы подробно разберём изготовление по отдельности неавтоматического агрегата и автомата к нему. Предлагаемый нами автомат подойдёт к любому отставшему от времени и морально устаревшему механизму. Из трёх представленных вам конструкций эти являются самыми простыми для понимания новичка.

Схема автоматического зарядного устройства для аккумуляторов

Начнём с неавтоматического приспособления как основы для всей структуры. Такое ЗУ – надёжный модуль, незаслуженно теряющий свою популярность, но ещё применяемый многими автолюбителями. После небольшой модернизации этот девайс займёт своё заслуженное место в XXI веке.

Схема автоматического зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Данный прибор не является ЗУ сам по себе. Он представляет собой автоматическую установку, подключаемую к любому заряднику старого образца и позволяющую использовать его в автоматическом режиме.

На чертеже изображён блок регулировки без самого зарядника. Каждая часть блока работает независимо друг от друга:

• первая LM317 – стабилизатор тока;
• резистор – 1,25 Ом, чем выше ток, тем мощнее резистор (1 А – 5 Вт);
• вторая LM317 – стабилизатор напряжения;
• на вход подключается нагрузочный резистор 1 кОм.

Список радиодеталей

• понижающее трансформаторное устройство (от 220 до 13,8 вольт);
• диодный мост;
• стрелочный или цифровой амперметр;
• три провода: два с зажимами для клемм и один с вилкой;
• плавкий предохранитель;
• железный или пластиковый корпус для всей конструкции.

Для сборки автоматического зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам понадобятся:

• первая LM317 (стабилизатор тока);
• резистор;
• вторая LM317;
• провод для сети.

Всё необходимое сегодня можно свободно приобрести в специализированных магазинах или заказать на интернет-площадках. Хотя многие мастера умудряются сэкономить и на этом, снимая комплектующие с отслужившей техники.

Сборка

Сборка включает в себя несколько этапов:

1. Собираем механизм. Объединяем трансформатор с диодным мостом, к которому крепим два провода с «крокодилами». Для определения силы тока подключаем амперметр. Затем устанавливаем питание и предохранитель. Помещаем всю конструкцию в короб из пластика или металла.
2. Объединяем стабилизатор тока с резистором и стабилизатор напряжения. Далее выставляется необходимое напряжение.
3. Соединяем простое ЗУ и автомат. В результате получаем автоматическое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Получившийся гибрид будет саморегулируемым. Главное, проверьте, полны ли банки электролитом, и выкрутите пробки, если таковые предусмотрены производителем. В принципе, данный автомат можно использовать в комплексе с любым устройством, как самодельным, так и покупным, что является несомненным его плюсом. Да и всегда приятно собрать автоматическое ЗУ для автомобильного аккумулятора своими руками.

Зарядное устройство из компьютерного блока питания

В наше время цифровых технологий в каждом доме имеются отработанные или запасные части от персонального компьютера. Иногда их можно пустить в дело. Например, собрать из компьютерного блока питания ЗУ для автомобиля или иной техники. Здесь будет происходить автоматическая зарядка автомобильного аккумулятора. Приводим ниже подробную инструкцию и чертёж.

Список радиодеталей

В данный перечень входят:

• стандартный набор проводов;
• резистор на 100 кОм;
• компьютерный блок питания.

Сборка

У блока питания (TL494 или KA7500) необходимо отключить защиту от повышенного напряжения и короткого замыкания. Для этого прерываем дорожку Vref+5V, подходящую к 13, 14 и 15 микросхемам. Это необходимо для автоматического поступления тока от сети. Далее создаём возможность регулировки, для этого удаляем резисторы R1 28,7 кОм и R2 5,6 кОм, а R1 меняем на 100 кОм, после чего напряжение должно удерживаться в диапазоне 4–16 V. Подключаем амперметр и присоединяем провода.

Всё, ваше автоматическое зарядное устройство, собранное своими руками из компьютерного блока питания, готово к работе! Вы потратили 30 минут времени, избавились от ненужных вещей и сэкономили несколько тысяч рублей.

Зарядное устройство на микроконтроллере

Если покупать официальный аналог, то он будет стоить довольно круглую сумму. Но зачем платить больше, ели сегодня можно заказать отдельные части на специализированных площадках за сущие копейки. Кроме того, на некоторых ресурсах можно найти микроконтроллерную зарядку в разобранном виде, словно конструктор «Лего», и собрать всё самостоятельно, что при наличии внятной инструкции (к сожалению, часто на китайском языке) совсем не сложно.

Схема

Данный чертёж является более сложным в сравнении с предыдущими. Это объясняется наличием сразу нескольких управляющих микросхем и достаточно сложными для понимания новичка переделками. Подобная тонкая работа либо отпугнёт начинающего конструктора, либо заставит вас углубленно окунуться в изучение данной темы. Этот вариант рассчитан на людей, обладающих необходимым минимумом знаний в сфере радиотехники. Если ранее вам не приходилось сталкиваться с чтением подобных чертежей и вы не знаете, где и с чего можно скрутить ту или иную деталь, то лучше купите готовый комплект. Вы без проблем найдёте ни одно подобное предложение на просторах интернета. Единственное неудобство – это часто некачественный перевод инструкции.

Список радиодеталей

Комплектующие части устройства на микроконтроллере:

• микроконтроллер DD1;
• дроссель L1;
• вольтметр;
• амперметр;
• перемычка.

Сборка

Если вам повезло найти добротную инструкцию по сборке с качественными иллюстрациями, то настоятельно рекомендуем с ней как следует ознакомиться. Данный вариант является самым сложным из представленных в нашей статье. Не ленитесь, потратить несколько лишних минут на изучение материала. Помните, что халатное отношение к электрическим приборам является одним из факторов возникновения пожаров и частой причиной получения химических и термических ожогов.

Начинаем с отключения транзистора VT4, а точки стока соединяем перемычкой. При напряжении 16 V настраиваем R10 на диапазон 1,9–2 В. Источник 16 V можно заменить на 12 V или 8 V. При этом R10 должен быть равен 1,5 В или 1 В. Подключаем амперметр и резистор. Устанавливаем ток в 1 А. Резистор R6 настраиваем так, чтобы на выходе ОУ DA2.2 было равно 1,9–2 В. При выключенном питании устанавливаем ЖКИ и микроконтроллер. На выходе крепим резистор. Далее проводим калибровку, используя кнопки SB 1, SB 2, SB 3, и устанавливаем значение, как на образцовом вольтметре. После этого снимаем перемычку. Все данные будут записаны и сохранены в EEPROM. Включаем своё детище в сеть и настраиваем на 12 V.

Правила зарядки аккумулятора и эксплуатация ЗУ

Существуют простые и автоматические зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Первые имеют более низкий ценник, но требуют большего внимания при эксплуатации. Они не способны изменять свои конфигурации, всё производится в ручном режиме. Вторые работают самостоятельно, без вмешательства человека. Они выполняют действия по определённому алгоритму, заложенному в них с завода или настроенному владельцем. Некоторые из них являются более сложными, другие менее, но определённо они очень удобны для владельца.

Существуют такие типы механизмов, где зарядка производится, не снимая АКБ с автомобиля. При их неправильной эксплуатации можно спалить электронную начинку авто, что приведёт к дорогостоящему ремонту.

Также можно загубить батарею, если оставить её на долгое время на неавтоматической зарядке, с выставленным высоким напряжением. Как минимум, это резко снизит её объём и уменьшит срок службы. На таких установках ток необходимо либо постепенно снижать, либо сразу ставить низкие значения.

Перечислим основные правила, соблюдение которых гарантирует долгую жизнь вашему девайсу:

1. Периодически контролируйте работу простейших зарядников. Они не могут самостоятельно снижать подаваемое напряжение и отключаться.
2. Будьте внимательны, не путайте полярность, это может привести к гибели вашей АКБ. Одним из признаков подобной ошибки может стать закипание электролита в банках. Для тех, кто не знает: перепутать полярность – значит подключить «плюс» к минусовой клемме, а «минус» к плюсовой. Если у вас самодельная зарядка, сразу пометьте провода (положительный – красный, отрицательный – чёрный).
3. Устанавливая АКБ на подзарядку, начинайте с минусовой клеммы, а снимая – с плюсовой.
4. При зарядке отставляйте ЗУ как можно дальше от аккумуляторной батареи, также не ставьте её под и над АКБ.
5. Следите за чистотой – электроника не терпит пыли.
6. При хранении не закусывайте «крокодилы» на проводке.
7. Все элементы проводки должны быть качественно заизолированы.

В этой статье мы разобрали, как сделать простое автоматическое зарядное устройство своими руками, и познакомились с тремя самыми популярными из них. Обычно они ничем не уступают дорогим покупным аналогам и способны прослужить своему создателю десятки лет. Главное – ваше здоровье, будьте внимательны и аккуратны. Соблюдайте технику безопасности, не забывайте выключать паяльник, если надолго отходите, и работайте только при хорошем освещении.

Зарядное устройство для разных аккумуляторов

LM317

Андрей Барышев, г. Выборг

В данной статье описывается изготовление несложного устройства, предназначенного для безопасной зарядки любых малогабаритных аккумуляторов. Под «безопасностью» здесь подразумевается возможность ручной установки зарядного тока, рекомендованного для каждого конкретного типа аккумулятора, а также автоматическое снижение выходного тока до нулевого значения после того, как аккумулятор зарядится полностью, до своего номинального напряжения. Такое зарядное устройство (ЗУ), конечно, не может служить полноценной заменой «фирменному» ЗУ, которое разрабатывается под конкретный тип аккумулятора и обеспечивает оптимальный режим его заряда. Но его удобно иметь под рукой, если вам часто приходится пользоваться различными типами аккумуляторов, а специальных «зарядок» к этим аккумуляторам нет. ЗУ позволяет заряжать аккумуляторы разных типов, с номинальным напряжением, начиная от 1.2 В («таблетки», «пальчиковые»), батареи сотовых телефонов различных моделей (напряжением 3.7…4.5 В), а также 9 и 12-вольтовые аккумуляторы. Зарядный ток может быть до 500 мА и выше, это зависит только от мощности примененных в схеме элементов.

Принцип работы

Как правило, рекомендуемый изготовителем зарядный ток аккумулятора составляет 1/10 от номинальной паспортной емкости С_А, которая измеряется в А/ч (ампер/час) и указывается на его корпусе. То есть, например, для аккумулятора емкостью 700 мА/ч оптимальным будет ток заряда 70 мА. Поскольку ток в процессе зарядки будет уменьшаться, его первоначальное значение можно задать немного выше рекомендованного для того, чтобы ускорить процесс зарядки (если это необходимо). Но делать это следует в умеренных пределах, чтобы не допустить сильного нагрева аккумулятора. Максимальное значение начального зарядного тока рекомендуется устанавливать не более (0.2 – 0.3)С_А.

В предлагаемой схеме предусмотрена ручная установка значения этого тока и возможность его визуального отображения и контроля в процессе зарядки при помощи светодиода и небольшого встроенного стрелочного прибора.

Рисунок 1.	Принципиальная схема универсального ЗУ.

Принципиальная схема ЗУ приведена на рис. 1.

Постоянное выпрямленное напряжение поступает с выпрямителя Br1 на схему ограничителя тока с узлом индикации, собранном на транзисторах VT1, VT2 и светодиоде VD1. Затем, через стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, ток заряда поступает на аккумулятор, подключенный к контактам J1 и J2. При этом регулируемый стабилизатор напряжения на микросхеме (МС) DA1 позволяет изменять напряжение стабилизации схемы при помощи переключателя S1 в соответствии с рабочим напряжением подключаемого аккумулятора. Если аккумулятор разряжен и его напряжение меньше значения напряжения стабилизации схемы, через резистор Р1 начинает течь ток, значение которого будет тем больше, чем сильнее степень разряда аккумулятора. В начале зарядки напряжение на этом резисторе превысит значение 0.6 В, откроется транзистор VT2, а VT1, наоборот, станет закрываться, ограничивая выходной ток схемы. Резистор R2 в цепи базы транзистора VT2 защищает его от перегрузки, а светодиод в его коллекторной цепи служит индикатором и светится в процессе заряда. Когда аккумулятор полностью зарядится и его напряжение сравняется с напряжением стабилизации МС DA1, ток через резистор Р1 упадет и транзистор VT2 закроется, что приведет к погасанию светодиода и полному открытию транзистора VT1. При этом напряжение на заряжаемом аккумуляторе не превысит значения напряжения стабилизации МС DA1 (установленное переключателем S1) и это защитит аккумулятор от перезаряда. Таким образом, переменный резистор Р1 является своеобразным «датчиком тока», изменяя сопротивление которого можно задавать первоначальный максимальный зарядный ток.

Конструкция и детали

Схема может питаться от любого малогабаритного трансформатора с напряжением на вторичной обмотке 12 … 20 В. Здесь подойдет, например, трансформатор от «зарядки» для сотовых телефонов старых типов (в «зарядках» новых типов, как правило, применяют импульсные схемы, не имеющие такого понижающего трансформатора). Переменное напряжение с этого трансформатора выпрямляется диодным мостом Br1 и, затем, сглаживается конденсатором C1 (эти элементы также можно взять из той же «зарядки», что и трансформатор). Емкость С1 может быть 470 мкФ и более, напряжение всех конденсаторов в схеме – не ниже 36 В. Диоды выпрямительного моста – любые выпрямительные на ток от 0.5 А (КД226, 1N4007 и др.), можно применить диодный мост типа КЦ403. Транзисторы VT1, VT2 – средней или большой мощности, n-p-n типа (например КТ815, КТ817, КТ805 c любой буквой или импортные аналоги типа PN2222). Допустимый ток коллектора таких транзисторов позволяет устанавливать ток заряда до 1.5 А, но при токах более 200 мА эти транзисторы нужно установить на небольшие радиаторы-теплоотводы. Светодиод может быть любой маломощный, например АЛ307. Микросхема DA1 – регулируемый стабилизатор напряжения LM317 или отечественный аналог КР142ЕН12А (с учетом цоколевки выводов). Такие стабилизаторы позволяют регулировать выходное напряжение в широких пределах – от 1.25 до 35 В. Вместо плавной регулировки выходного напряжения в данном случае удобнее использовать дискретный переключатель на несколько положений, соответствующих номинальным значениям тех аккумуляторов, которые предполагается заряжать этим ЗУ. Например: 1.2 В – 2.4 В – 3.6 В – 3.9 В – 9 В – 12 В. В приведенном здесь варианте ЗУ для этой цели используется малогабаритный галетный переключатель на 6 фиксированных положений. Нужные значения напряжений устанавливаются при настройке подбором резисторов R9 … R14, номиналы которых лежат в пределах от десятков Ом до нескольких кОм.

Ток заряда, помимо светодиода, можно контролировать при помощи дополнительного стрелочного микроамперметра, включенного на выходе схемы последовательно с нагрузкой (аккумулятором). Для этого подойдет, например, стрелочный индикатор уровня записи старых магнитофонов или какой-нибудь аналогичный. Можно, конечно, обойтись и без него, сделав схему с заданными фиксированными значениями зарядного тока. Тогда вместо переменного резистора Р1 нужно будет применить набор постоянных сопротивлений, переключаемых в зависимости от нужного значения зарядного тока. В этом случае понадобиться и дополнительный переключатель. Но использование отдельного стрелочного прибора для этих целей сделает работу с ЗУ гораздо более удобной, а сам процесс зарядки будет наглядно отображаться на всем ее протяжении. К тому же, полное погасание светодиода VD1 произойдет при снижении тока через него ниже 10-15 мА (в зависимости от типа), а это не будет соответствовать полной зарядке подключенного аккумулятора, через который еще будет протекать небольшой ток. Поэтому лучше ориентироваться по стрелке прибора.

Зарядное устройство для варианта с МС LM317 собрано на небольшой печатной плате размерами 25 × 30 мм (рис. 2). При использовании других типов МС следует учесть расположение их выводов, оно может отличаться.

Рисунок 2.	Печатная плата ЗУ.

ЗУ можно собрать в небольшом корпусе подходящих размеров, например – от сетевого адаптера. Расположение деталей в корпусе такого варианта показано на рис. 3.

Настройка

Настройку предлагаемой схемы ЗУ начинают с установки необходимых зарядных напряжений на выходе. Для этого к клеммам J1 и J2 вместо аккумулятора подключают сопротивление около 100 Ом (мощностью не менее 5 Вт, лучше проволочное, иначе оно будет сильно греться!). Переключатель S1 установить в крайнее положение, соответствующее подключаемому аккумулятору, например, «1.2 В». Подбирая резистор R9, добиваются напряжения на выходных клеммах на 15 – 20 % больше номинального напряжения заряжаемого аккумулятора. То есть, в данном случае, выставляем на выходе около 1.4 В. Затем переключаем S1 в следующее положение (например «2.4 В») и подбором резистора R10 выставляем на выходе около 2.8 В… И так далее, для всех нужных значений. Максимальное напряжение, которое можно выставить таким образом, определяется максимальным значением выходного напряжения МС DA1, а входное напряжение схемы (на коллекторе VT1) должно превышать выходное не менее чем на 3 В для обеспечения нормального режима стабилизации микросхемы.

Рисунок 3.	Расположение деталей в корпусе ЗУ.

После установки всех необходимых значений выходного напряжения следует откалибровать стрелочный прибор – микроамперметр. Для этого подключаем в схему последовательно с ним тестер или амперметр, а к выходным клеммам – переменное сопротивление (проволочное, большой мощности) порядка 100 Ом и, меняя его значение, добиваемся на выходе максимального значения тока, на который будет рассчитано наше зарядное устройство (например, 300 мА). Вместо переменного здесь можно использовать и наборы постоянных сопротивлений. После чего подбираем шунт – сопротивление, которое припаиваем между контактами нашего стрелочного индикатора. Его надо подобрать так, чтобы при выбранном максимальном токе стрелка установилась в конец шкалы. Это сопротивление (его видно на рис. 3) для примененного стрелочного индикатора типа «М476» составило 1 Ом. В этом случае полное отклонение стрелки к концу шкалы будет соответствовать току заряда 300 мА. Шкалу можно проградуировать – нанести метки, соответствующие токам от 0 до 0.5 А, однако делать это необязательно. На практике вполне достаточно будет определять примерное значение тока.

Работа с ЗУ

Устанавливаем переключатель S1 в положение, соответствующее номинальному напряжению аккумулятора, который нужно зарядить.

При подключении к клеммам J1, J2 разряженного аккумулятора загорается светодиод, и стрелка прибора отклоняется к концу шкалы. С помощью переменного резистора Р1 выставляем максимальный ток зарядки для данного аккумулятора. По мере заряда аккумулятора яркость светодиода будет постепенно понижаться, а стрелка прибора приближаться к началу шкалы. На последней стадии заряда светодиод погаснет, но о полном заряде аккумулятора лучше делать вывод по стрелке прибора – когда она будет на «нуле» (то есть в самом начале шкалы). После этого аккумулятор может находиться в зарядном устройстве сколь угодно долго – перезаряда его не произойдет.

Если у вас «батарея» аккумуляторов (несколько штук, включенных параллельно или последовательно), то каждый из аккумуляторов лучше заряжать отдельно, а не в группе. Потому, что внутренние сопротивления каждого из них хоть незначительно, но отличаются от остальных, а это может привести к перезаряду или недозаряду отдельных элементов батареи, что отрицательно скажется на ее общей емкости. Например, для зарядки 4-х пальчиковых аккумуляторов лучше сделать четыре модуля (платы), подключенных на каждый аккумулятор отдельно. Трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и сглаживающий электролитический конденсатор при этом могут быть общими, но рассчитанными на суммарную мощность нагрузки.

Рисунок 4.	Внешний вид собранного ЗУ.

Внешний вид зарядного устройства с органами управления показан на рис. 4.

Примечание

Резисторы R3…R8 можно, конечно, заменить одним (номиналом 150 Ом), а остальные контакты переключателя S1 соединить между собой параллельно. Но подключение отдельного резистора на каждый контакт (как показано в схеме рис. 1) позволяет при необходимости произвести более точную настройку на нужное выходное напряжение.