Импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками

У каждого автолюбителя есть зарядное устройство для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток – слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на 200 ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.

Схема принципиальная ЗУ – клик для увеличения размера

Собрал, работает прекрасно! Заряжал автомобильный аккумулятор, настроил зарядник на 14.8 в и на ток около 6 А, перезаряда или недозаряда нет, при достижении и напряжения на клемах аккумулятора 14.8 в, ток зарядки падает автоматически. Также заряжал гелиевый свинцовый аккумулятор от бесперебойника ПК – нормально. Замыканий на выходе данный зарядник не боится. А вот от переполюсации надо защиту делать, сам сделал на реле.

Печатная плата, даташиты на некоторые радиоэлементы и другие файлы смотрите на форуме.

В общем всем советую его сделать, так как у этого ЗУ много преимуществ: малые размеры, база радиоэлементов не дефицит, многое можно купить и в том числе готовый импульсный трансформатор. Сам его приобрёл в интернет магазине – прислали быстро и дёшево. Оговорюсь сразу, вместо диода Шоттки VD6 (термостабилизация), поставил просто сопротивление на 100 Ом, зарядное и с ним работает прекрасно! Схему собрал и испытал: Demo .

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

• 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
• 12.3…12.4 В — 75%;
• 12.0…12.1 В — 50%;
• 11.8…11.9 В — 25%;
• 11.6…11.7 В — разряжена;
• ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

• Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
• Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Самодельные зарядки для АКБ

Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.

Простое устройство на 6 и 12 В

Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

1. Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
2. Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
3. Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
4. Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
5. Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.

В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

1. Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
2. В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
3. Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
4. Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
5. Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
6. Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора – незаменимый атрибут, который должен быть в наличии у каждого автомобилиста. Ведь неработающий источник питания – распространенная проблема.

Характерные черты зарядного устройства

Для зарядки аккумуляторной автомобильной батареи применяют ЗУ таких типов:

• Трансформаторные. Выделяются существенными габаритами, немалым весом. КПД таких агрегатов небольшой. Поэтому и спросом они практически не пользуются.
• Импульсные. Обладают уникальными преимуществами.

Устройство импульсного ЗУ

Основное предназначение ЗУ – восстановление заряда аккумуляторной автомобильной батареи. В состав включены такие элементы, как:

• Импульсный трансформатор.
• Выпрямитель соответствующей конфигурации.
• Стабилизатор.
• Индикационные компоненты.
• Контролирующий блок.

В зарядное автомобильное импульсное устройство включены только малогабаритные компоненты. Поэтому процедура сборки импульсного ЗУ для аккумулятора автомобиля своими руками легко выполняется.

Интересное видео про импульсную зарядку для акб.

Особенности самостоятельного изготовления импульсного ЗУ

Для конструирования импульсного ЗУ используется укомплектованная электролитом плата. Такая схема может применяться для конструирования небольшого по мощности зарядника для автоаккумуляторов. Для повышения мощности допускается применение более мощных компонентов.

В состав вводят изолированные ключи, подготовленные для компьютерной техники блоки питания. Такой мост можно собрать самостоятельно, воспользовавшись выпрямительными диодами.

Для создания цепи питания используются:

• Резисторы, предназначенные для гашения тока.
• Выпрямительный элемент, дополненный диодом.
• Электролит.
• Конденсатор.
• Трансформатор. Допускается применение компьютерного блока питания. При помощи такого трансформатора создается требуемый ток, выходное напряжение.

В состав импульсного ЗУ вводят фильтры или емкости с требуемыми характеристиками. Только так минимизируется вероятность возникновения скачков.

Самостоятельная сборка ЗУ данного типа для автомобильных акб отличается простотой. Достаточно соблюдать правила, правильно подбирать материалы и компоненты, руководствоваться действующими схемами.

При использовании самодельных зарядников важно:

• Контролировать время, степень заряженности.
• Проводить регулярные замеры напряжения.
• Проверять состояние аккумуляторной батареи, электролита.

При перезарядке корпус источника питания чрезмерно нагревается. В результате, активно выделяется кислород, водород. Электролитическая смесь постепенно закипает. Это может спровоцировать появление огня, взрыв.

Распространенные схемы ЗУ

Представленные модели ЗУ работают по определенной схеме:

• Подача напряжения, ток остается постоянным. Данная методика допустима только для экстренной зарядки. Постоянное использование технологии приводит к разрушению пластин, порчи электролита автоаккумулятора. Восстановить компоненты невозможно.
• Подача постоянного напряжения. Устройства, сконструированные по такому принципу, функционируют автоматически. Сила тока определяется с учетом параметров напряжения. Для установления максимального заряда требуется учет показателей разряда.
• Комбинированная технология. Зарядка таким способом способствует продлению срока эксплуатации источника питания для автомобиля. Ведь изначально подается постоянный ток, затем – переменный. Стабилизация напряжения прослеживается в конце процедуры. Подобная схема выгодна тем, что снижается вероятность закипания электролита, выделение газа.

Преимущества импульсных ЗУ

• Компактность. Небольшие размеры дают возможность перемещать, устанавливать и эксплуатировать устройство практически везде.
• Легкость. Пользоваться зарядными автомобильными импульсными аппаратами просто. Ведь они выделяются небольшим весом.
• Низкая стоимость. По сравнению с трансформаторными моделями импульсные выделяются оптимальной ценой.
• Несколько режимов работы. Поэтому для каждого случая подбирается соответствующий вариант.
• Наличие системы десульфатации. Источник питания посредством ЗУ частично восстанавливается.
• Продолжительная эксплуатация.

Доступны преимущества только при правильном подборе импульсного устройства для зарядки аккумуляторной батареи.

Критерии отбора ЗУ для автоаккумулятора

1. Доступные режимы. Для зарядки подходят устройства, оснащенные различными режимами: защита от повышенного напряжения, ускоренная зарядка, возможность работы с 2–3 аккумуляторами. Подбирать модель нужно, учитывая условия, в которых будут проходить работы.
2. Напряжение. Выдаваемое зарядником напряжение должно соответствовать напряжению автоаккумулятора. На продажу поставляются аппараты, выдающие напряжение 6, 12 и 24 В. В некоторых моделях напряжение устанавливается автоматически и вручную.
3. Сила тока. Для правильного подбора параметра изначально определяется емкость. Эти два параметра должны быть практически идентичными. Исключение – режим ускоренной подпитки аккумуляторной батареи.
4. Защита, безопасность. Современные аппараты оснащены защитой от короткого замыкания, перегрева, неправильного размещения клемм. Присутствуют и другие варианты защиты.
5. Габариты. Небольшие аппараты более удобны для перемещения и использования.

Правила эксплуатации импульсного ЗУ

Перед эксплуатацией зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов изучается последовательность процессов, правильность установления параметров.

• Демонтаж аккумуляторной батареи. Выполняется после отключения клемм, выключения бортовой сети.
• Снятие крышки, пробок. Перед зарядкой проверяется уровень электролита, добавляется дистиллированная вода. Проверка выполняется в соответствии с рекомендациями, действующими правилами.
• Величина напряжения. При использовании импульсного зарядника напряжение должно составлять около 14-14,4 В. Превышение этого показателя привод к разрушению внутренних элементов.
• Величина тока. Для регулировки и корректировки этого параметра учитывается степень заряженности автоаккумулятора. При чрезмерной разрядке сила тока стремительно увеличивается.
• Временной промежуток зарядки источника питания. Современные ЗУ комплектуются индикаторами, с помощью которых можно отслеживать степень заряженности. Более старые устройства индикаторами не оснащены. Поэтому учитывать нужно параметры тока. Если ток остается постоянным 2–3 часа, ЗУ отключается вручную.

Заряжать автомобильный источник энергии более суток не рекомендуется. Это может спровоцировать стремительный выход из строя источника питания.

Импульсные зарядные устройства применяют профессиональные автомобилисты и водители-новички. Ведь с их помощью процесс восстановления заряда аккумуляторной батареи упрощается, сокращается. Большинство современных моделей оснащено индикационными элементами, с помощью которых можно контролировать различные параметры и характеристики.

Видео на тему импульсных акб