Акумуляторна батарея отримує заряд автомобіля від генератора під час руху транспортного засобу. Однак, як елемент безпеки в електроланцюг входить контролююче реле, яке забезпечує значення вихідної напруги з генератора на рівні 14±0,3В.
Оскільки відомо, що достатній рівень для повної та швидкої зарядки батареї повинен бути на рівні 14,5 В, то очевидно, АКБ для заповнення всієї ємності буде потрібна допомога. У цьому випадку знадобиться або магазинний апарат, або зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками виготовити в домашніх умовах.
У теплу пору року навіть наполовину розряджена автомобільна батарея дозволить запустити двигун. Під час морозів ситуація гірша, адже за негативної температури знижується ємність, а одночасно підвищуються пускові струми. За рахунок збільшення в'язкості холодної олії потрібно більше зусилля для розкручування коленвала. Це означає, що в холодну пору року АКБ потребує максимального заряду.
Велика кількість різноманітних варіантів саморобних зарядних пристроїв дозволяє підібрати схему для різних рівнів знань та майстерності виробника. Є навіть варіант, при якому автомобіль виготовляється за допомогою потужного діода та електрообігрівача. Двокіловатний калорифер, включений у побутову мережу 220 В, у послідовному ланцюзі з діодом та батареєю АКБ дасть на останню трохи більше 4 А струму. За ніч схема накрутить 15 кВт, але батарея отримає повний заряд. Хоча загальний ККД системи навряд чи перевищить 1%.
Ті, хто збираються виготовляти простий зарядний пристрій акумулятора своїми руками з транзисторами, повинні знати, що такі апарати можуть значно перегріватися. Також у них виникають проблеми при неправильній полярності та випадковому короткому замиканні.
Для тиристорних та симісторних схем основними проблемами є стабільність заряду та шумність. Негативною стороною є також радіоперешкоди, яких можна позбутися за допомогою феритового фільтра, і проблеми з полярністю.
Чимало можна зустріти пропозицій щодо переробки комп'ютерного блоку живлення в саморобний зарядний пристрій АКБ. Але треба знати, що хоч і структурні схеми цих приладів схожі, але електричні мають суттєві відмінності. Для правильної обробки знадобиться достатній досвід у роботі зі схемами. Не завжди сліпе копіювання за таких переробок призводить до заданого результату.
Принципова схема на конденсаторах
Найбільш цікавою може бути конденсаторна схема саморобного зарядного пристрою для автомобільного акумулятора. Вона має високий ККД, не перегрівається, видає стабільну силу струму, незважаючи на рівень зарядженості АКБ та можливих проблем з коливаннями мережі, а також стійко переносить короткочасні короткі замикання.
Візуально картинка здається занадто громіздкою, але при детальному розборі всі ділянки стають зрозумілими. Вона оснащена навіть алгоритмом вимкнення при повному заряді батареї.
Обмежувач струму
Для конденсаторних зарядок регулювання сили струму та її стабільність забезпечується послідовним включенням обмотки трансформатора з баластними конденсаторами. При цьому дотримується пряма залежність зарядного струму АКБ та ємності конденсаторів. Збільшуючи останні, отримаємо більший ампераж.
Теоретично дана схема вже може працювати як зарядка батареї, але проблемою виявиться в її надійності. Слабкий контакт з електродами АКБ погубить незахищені трансформатори та конденсатори.
Будь-який школяр, який вивчає фізику, зможе обчислити необхідну ємність для конденсаторів С=1/(2πvU). Проте швидше зробити це за заздалегідь підготовленою таблицею:
У схемі можна зменшити кількість конденсаторів. І тому їх підключають групами чи з допомогою перемикачів (тумблерів).
Захист від неправильної полярності в зарядному пристрої
Щоб не виникло проблем під час переполюсування контактів, у схемі знаходиться реле Р3. Неправильно підключені дроти захистить діод VD13. Він не пустить струм у неправильному напрямку і не дасть замкнути контакт К3.1 відповідно неправильний заряд на АКБ не піде.
Якщо полярність дотримується, то реле замкнеться, і почнеться зарядка. Цю схему можна використовувати будь-якому з типів зарядних саморобних пристроїв, хоч із тиристорами, хоч із транзисторами.
Перемикач S3 контролює у схемі напругу. Нижнє замикання дає значення напруги (У), а при верхньому з'єднанні контактів отримаємо рівень сили струму (А). Якщо пристрій підключено лише до батареї без увімкнення в побутову мережу, можна дізнатися про напругу акумулятора у відповідному положенні перемикача. Головкою служить мікроамперметр М24.
Автоматика для саморобної зарядки
Як живлення підсилювача підбираємо дев'ятивольтову схему 142ЕН8Г. Цей вибір обґрунтований її характеристиками. Адже при температурних коливаннях корпусу плати навіть на десять градусів на виході приладу коливання напруги зводяться до похибки в соті частки вольт.
Самовідключення спрацьовує при параметрі напруги 15,5 В. Ця частина схеми позначена А1.1. Четверте виведення мікросхеми (4) підключений до дільника R8, R7 де на нього виходить напруга в 4,5 В. Інший дільник підключений до резисторів R4-R5-R6. Як налаштування даного ланцюга застосовується регулювання резистора R5, щоб позначити рівень перевищення. За допомогою R9 у мікросхемі контролюється нижній рівень включення апарата, яке здійснюється на 12,5 В. Резистор R9 та діод VD7 забезпечують інтервал напруги для безперебійної роботи зарядки.
Алгоритм роботи схеми є досить простим. З'єднуючись із зарядником, проводиться контроль рівня напруги. Якщо воно нижче 16,5, то за схемою проходить команда на відкриття транзистора VT1, який, у свою чергу, запускає з'єднання реле Р1. Після цього підключається первинна обмотка встановленого трансформатора і процес зарядки АКБ запущений.
Після набору повної ємності та отримання вихідного параметра за напругою на рівні 16,5, то в схемі знижується напруга для того, щоб утримувати транзистор VT1 відкритим. Реле здійснює відключення. Подача на клеми струму знижується рівня полампера. Цикл заряджання запускається знову лише після зниження напруги на клемах батареї до 12,5 В, тоді подача зарядки відновлюється.
Так автомат контролює можливість не перезарядити АКБ. Схему можна залишати у робочому стані навіть на кілька місяців. Особливо актуальним цей варіант виявиться для тих, хто використовує автомобіль сезонно.
Компонування зарядного пристрою
Корпусом такого апарату може бути міліамперметр ВЗ-38. Непотрібні начинки видаляємо, залишаємо лише стрілочний індикатор. Монтуємо все за винятком автомата навісним способом.
Електроприлад складається з пари щитків (лицьовий та тильний), які зафіксовані за допомогою перфорованих вугільних горизонтальних балок. Через такі отвори зручно кріпити будь-які елементи конструкції. Для розташування силового трансформатора використано двоміліметрову алюмінієву пластину. Вона саморізами кріпиться у нижній частині пристрою.
На верхній площині змонтована склотекстолітова пластина з реле та конденсаторами. На перфорованих ребрах також закріплено плату з автоматикою. Реле та конденсатори даного елемента підключаються за допомогою стандартного гнізда.
Зменшити нагрівання діодів допоможе радіатор на задній стінці. У цій зоні доречно буде розташувати запобіжники та потужну вилку. Її можна взяти від живлення комп'ютера. Для притиску силових діодів використовуємо дві притискні планки. Їх використання дозволить раціонально використовувати місце та знизити виділення тепла всередину агрегату.
Проводити монтаж бажано з використанням інтуїтивно зрозумілих кольорів дроту. Як позитивний беремо червоний, для негативного – синій, а змінну напругу виділяємо за допомогою, наприклад, коричневого. Перетин у всіх випадках має бути понад 1 мм.
Показання амперметра калібруються за допомогою шунта. Один з його кінців за допомогою паяння кріпиться до контакту реле Р3, а другий паяється до вихідної клеми плюса.
Складові елементи
Розберемо начинки приладу, які становлять основу зарядника.
Друкована плата
Склотекстоліт є основою для друкованої плати, що працює як захист від перепадів напруги та проблем із підключенням. Зображення сформоване з кроком 2,5 мм. Без особливих проблем цю схему можна виготовити у побутових умовах.
Розташування елементів у реальності 
Компанівка для паяння 
Плата для ручного паяння
Є навіть схематичний план із виділеними елементами на ньому. Чисте зображення застосовується для нанесення на основу за допомогою порошкового друку на лазерних принтерах. Для ручного способу нанесення доріжок підійде ще одне зображення.
Градуювальна шкала
Індикація встановленого міліамперметра ВЗ-38 відповідає реальним показанням, які видає прилад. Для коригування та правильного градуювання необхідно до основи індикатора за стрілкою приклеїти нову шкалу.
Оновлена інформація відповідатиме дійсності з точністю до 0,2 В.
З'єднувальні кабелі
Контакти, які виходитимуть на з'єднання з акумулятором, повинні на кінцях мати пружинний фіксатор із зубцями («крокодил»). Щоб розрізняти полюси, бажано відразу позитивну частину підбирати червоного кольору, а негативний кабель із затискачем брати синій або чорний.
Перетин кабелю має бути понад 1 мм. Для з'єднання з побутовою мережею застосовується стандартний кабель з вилкою від будь-якої старої оргтехніки.
Електричні елементи саморобної зарядки для АКБ
Як силового трансформатора підійде ТН 61-220, адже вихідний струм вийде лише на рівні 6 А. Для конденсаторів напруга має бути понад 350 У. На схему для С4 до С9 беремо тип МБГЧ. Діоди від 2-го до 5-го потрібні такі, щоб витримати десятиамперний струм. 11-й та 7-й можна брати будь-які імпульсні. VD1 – це світлодіод, а 9-й може бути аналогом КИПД29.
Для інших необхідно орієнтуватися на вхідний параметр, що допускає струм 1А. У реле Р1 можна застосовувати два світлодіоди з різними колірними характеристиками, а можна застосувати бінарний світлодіод.
Операційний підсилювач AN6551 може бути замінений вітчизняним аналогом КР1005УД1. Їх можна знайти у старих підсилювачах звуку. Перше і друге реле підбираються з діапазону 9-12 і струму в 1 А. Для декількох контактних груп у пристрої реле застосовуємо запаралелювання.
Налаштування та запуск
Якщо все зроблено без помилок, схема відразу запрацює. Коригування порогової напруги робимо за допомогою резистора R5. Він допоможе перевести заряджання в правильний режим низьких струмів.
!
Сьогодні ми розглянемо 3 прості схеми зарядних пристроїв, які можуть бути використані для заряджання різних акумуляторів.
Перші 2 схеми працюють у лінійному режимі, а лінійний режим насамперед означає сильне нагрівання. Але зарядний пристрій річ стаціонарна, а не портативна, щоб ККД було вирішальним фактором, так що єдиний мінус представлених схем – це те, що вони потребують великих радіаторів охолодження, а в іншому все добре. Такі схеми завжди застосовувалися і будуть застосовуватися, оскільки мають незаперечні плюси: простота, низька собівартість, не «гадять» у мережу (як у разі імпульсних схем) та висока повторюваність.
Розглянемо першу схему:
Дана схема складається всього з пари резисторів (за допомогою яких задається напруга закінчення заряду або вихідна напруга схеми в цілому) і датчика струму, який визначає максимальну вихідний струм схеми.
Якщо потрібно універсальний зарядний пристрій, то схема виглядатиме так:
Обертанням підстроювального резистора можна задати будь-яку напругу на виході від 3 до 30 В. За ідеєю можна і до 37 В, але в такому випадку на вхід потрібно подавати 40 В, чого автор (AKA KASYAN) робити не рекомендує. Максимальний вихідний струм залежить від опору датчика струму і не може бути вищим за 1,5А. Вихідний струм схеми можна розрахувати за такою формулою:
Де 1,25 – це напруга опорного джерела мікросхеми lm317, Rs – опір датчика струму. Для отримання максимального струму 1,5А опір цього резистора має бути 0,8 Ом, але на схемі 0,2 Ома.
Справа в тому, що навіть без резистора максимальний струм на виході мікросхеми буде обмежений до зазначеного значення, резистор тут переважно для страховки, а його опір знижено для мінімізації втрат. Чим більший опір, тим більше на ньому падатиме напруга, а це призведе до сильного нагрівання резистора.
Мікросхему обов'язково встановлюють на масивний радіатор, на вхід подається стабілізована напруга до 30-35В, це трохи менше максимально допустимої вхідної напруги для мікросхеми lm317. Слід пам'ятати, що мікросхема lm317 може розсіяти максимум 15-20Вт потужності, обов'язково враховуйте це. Також потрібно враховувати те, що максимальна вихідна напруга схеми буде на 2-3 вольти менше вхідної.
Зарядка відбувається стабільною напругою, а струм не може бути більшим за виставлений поріг. Дана схема може бути використана навіть для заряджання літій-іонних акумуляторів. При коротких замикання на виході нічого страшного не станеться, просто піде обмеження струму і, якщо охолодження мікросхеми хороше, а різниця вхідної та вихідної напруги невелика, схема в такому режимі може пропрацювати нескінченно довгий час.
Зібрано все на невеликій друкованій платі.
Її, а також друковані плати для двох наступних схем можете разом із загальним архівом проекту.
Друга схемаявляє собою потужний стабілізований джерело живлення з максимальним вихідним струмом до 10А, була побудована на базі першого варіанту.
Вона відрізняється від першої схеми тим, що додано додатковий силовий транзистор прямої провідності.
Максимальний вихідний струм схеми залежить від опору датчиків струму та струму колектора використаного транзистора. У разі струм обмежений лише на рівні 7А.
Вихідна напруга схеми регулюється в діапазоні від 3 до 30В, що дозволить заряджати практично будь-які акумулятори. Регулюють вихідну напругу за допомогою того ж підстроювального резистора.
Цей варіант чудово підходить для заряджання автомобільних акумуляторів, максимальний струм заряду із зазначеними на схемі компонентами становить 10А.
Тепер розглянемо принцип роботи схеми. При малих значеннях струму силовий транзистор закрито. При збільшенні вихідного струму падіння напруги на вказаному резисторі стає достатнім і транзистор починає відкриватися, і весь струм протікатиме по відкритому переходу транзистора.
Природно через лінійний режим роботи схема буде нагріватися, особливо жорстко будуть грітися силовий транзистор і датчики струму. Транзистор з мікросхемою lm317 прикручують на масивний загальний алюмінієвий радіатор. Ізолювати підкладки тепловідведення не потрібно, оскільки вони є спільними.
Дуже бажано і навіть обов'язково використання додаткового вентилятора, якщо схема експлуатуватиметься на великих струмах.
Для заряджання акумуляторів, обертанням підстроювального резистора потрібно виставити напругу закінчення заряду і все. Максимальний струм заряду обмежений 10-амперами, у міру заряду батарей струм падатиме. Схема коротких замикань не боїться, при КЗ струм буде обмежений. Як і у випадку першої схеми, якщо є хороше охолодження, пристрій зможе довго терпіти такий режим роботи.
А тепер кілька тестів:
Як бачимо, стабілізація своє відпрацьовує, так що все добре. Ну і нарешті третя схема:
Вона є системою автоматичного відключення акумулятора при повному заряді, тобто це не зовсім зарядний пристрій. Початкова схема піддавалася деяким зміною, а плата допрацьовувалась під час випробувань.
Розглянемо схему.
Як бачимо вона до болю проста, містить всього 1 транзистор, електромагнітне реле та дріб'язок. Автор на платі також має діодний міст по входу і примітивний захист від переполюсовки, на схемі ці вузли не намальовані.
На вхід схеми подається постійна напруга із зарядного пристрою або іншого джерела живлення.
Тут важливо зазначити, що струм заряду не повинен перевищувати допустимий струм через контакти реле і спрацьовування струму запобіжника.
При подачі живлення на вхід схеми заряджається акумулятор. У схемі є дільник напруги, за допомогою якого стежиться напруга безпосередньо на акумуляторі.
У міру заряду напруга на акумуляторі зростатиме. Як тільки воно стає рівним напрузі спрацьовування схеми, яке можна виставити шляхом обертання підстроювального резистора, спрацює стабілітрон, подаючи сигнал на базу малопотужного транзистора і той спрацює.
Так як в колекторний ланцюг транзистора підключена котушка електромагнітного реле, остання також спрацює і зазначені контакти розімкнуться, а подальша подача живлення на акумулятор припиниться, заодно і спрацює другий світлодіод, повідомивши про те, що заряджання закінчено.
Це дуже проста схема приставки до вашого вже наявного зарядного пристрою. Яка контролюватиме напругу заряду акумуляторної батареї і при досягненні виставленого рівня - відключати його від зарядника, тим самим запобігаючи перезарядженню акумулятора.
Цей пристрій не має жодних дефіцитних деталей. Вся схема побудована лише одному транзисторі. Має світлодіодні індикатори, що відображають стан: заряджається або батарея заряджена.
Кому знадобляться цей пристрій?
Такий пристрій обов'язково стане в нагоді автомобілістам. Тим хто має не автоматичний зарядний пристрій. Цей пристрій зробить з звичайного зарядного пристрою - повністю автоматичний зарядник. Вам більше не доведеться постійно контролювати зарядку вашої батареї. Все, що потрібно зробити, це поставити акумулятор заряджатися, а його відключення відбудеться автоматично, тільки після повної зарядки.Схема автоматичного зарядного пристрою
От і сама схема автомата. Фактично це граничне реле, яке спрацьовує при перевищенні певної напруги. Поріг спрацьовування встановлюється змінним резистором R2. Для повністю зарядженого автомобільного акумулятора він зазвичай дорівнює 14,4 В.
Схему можете завантажити тут.
Друкована плата
Як робити друковану платню, вирішувати Вам. Вона не складна і тому її можна накидати на макетній платі. Чи можна заморочитися і зробити на текстоліті з травленням.
Налаштування
Якщо всі деталі справні налаштування автомата зводиться лише до виставляння порогової напруги резистором R2. Для цього підключаємо схему до зарядного пристрою, але акумулятор поки що не підключаємо. Перекладаємо резистор R2 у крайнє нижнє положення за схемою. Встановлюємо вихідну напругу на заряднику 14,4 В. Потім повільно обертаємо змінний резистор, допоки не спрацює реле. Все налаштовано.Пограємося з напругою, щоб переконатися, що приставка надійно спрацьовує за 14,4 В. Після цього ваш автоматичний зарядник готовий до роботи.
У цьому відео ви можете детально переглянути процес складання, регулювання та випробування в роботі.
Для того, щоб автомобіль завівся, йому необхідна енергія. Така енергія береться із акумулятора. Як правило, його заряджання походить від генератора під час роботи двигуна. Коли автомобіль довго не використовується або несправна батарея, вона розряджається до такого стану, що машина вже не може завестися. І тут потрібна зовнішня зарядка. Такий пристрій можна придбати або зібрати самостійно, але для цього знадобиться схема зарядного пристрою.
Принцип роботи автомобільного акумулятора
Автомобільний акумулятор подає живлення на різні прилади в автомобілі при вимкненому двигуні та призначений для його запуску. На вигляд типу виконання застосовується свинцево-кислотна батарея. Конструктивно вона збирається із шести елементів живлення з номінальним значенням напруги 2,2 вольта, з'єднаних між собою послідовно. Кожен елемент є набір гратчастих пластин зі свинцю. Пластини покриваються активним матеріалом та занурюються в електроліт.
Розчин електроліту містить у своєму складі дистильовану воду та сірчану кислоту. Від щільності електроліту залежить морозостійкість батареї. Останнім часом з'явилися технології, що дозволяють адсорбувати електроліт у скляному волокні або згущувати його за допомогою силікагелю до гелеподібного стану.
Кожна пластина має негативний і позитивний полюс, а вони ізолюються між собою використанням пластмасового сепаратора. Корпус виробу виконується з пропілену, що не руйнується під дією кислоти і служить діелектриком. Позитивний полюс електрода покривається діоксидом свинцю, а негативний губчастим свинцем. Останнім часом стали випускатися акумуляторні батареї з електродами із свинцево-кальцієвого металу. Такі акумулятори повністю герметичні та не потребують обслуговування.
При підключенні до акумулятора навантаження активний матеріал на пластинах вступає в хімічну реакцію з розчином електроліту і виникає електричний струм. Електроліт з часом виснажується через осадження сульфату свинцю на пластинках. Акумуляторна батарея починає втрачати заряд. У процесі заряджання хімічна реакціявідбувається у зворотному порядку, сульфат свинцю і вода перетворюються, підвищується щільність електроліту та відновлюється величина заряду.
Акумулятори характеризуються значенням саморозряду. Він виникає в АКБ за його бездіяльності. Основною причиною є забруднення поверхні батареї та поганої якості дистилятора. Швидкість саморозряду прискорюється під час руйнування свинцевих пластин.
Види зарядних пристроїв
Розроблено велику кількість схем автомобільних зарядних пристроїв, що використовують різні елементні бази та принциповий підхід. За принципом дії прилади заряду поділяються на дві групи:
- Пуско-зарядні призначені для запуску двигуна при неробочому акумуляторі. Короткочасно подаючи на клеми акумулятора струм великої величини, відбувається включення стартера та запуск двигуна, а надалі заряд батареї походить від генератора автомобіля. Вони випускаються тільки певне значення струму чи з можливістю виставлення його величини.
- Передпускові зарядні, до клем акумулятора підключаються висновки з пристрою і подається струм тривалий час. Його значення вбирається у десяти ампер, протягом цього часу відбувається відновлення енергії батареї. У свою чергу, вони поділяються на поступові (час зарядки від 14 до 24 годин), прискорені (до трьох годин) і кондиціонують (близько години).
За своєю схемотехнікою виділяються імпульсні та трансформаторні пристрої. Першого виду використовують у роботі високочастотний перетворювач сигналу, характеризуються малими розмірами та вагою. Другого виду як основу використовують трансформатор з випрямляючим блоком, прості у виготовленні, але мають велику вагута низьким коефіцієнтом корисної дії (ККД).
Виконано зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів своїми руками або придбано в торговій точці, вимоги до нього однакові, а саме:
- стабільність вихідної напруги;
- високе значення ККД;
- захист від короткого замикання;
- індикатор контролю заряду.
Однією з основних характеристик зарядного приладу є величина струму, яким заряджається батарея. Правильно зарядити акумулятор і продовжити його робочі характеристики вийде лише при виборі потрібного значення. При цьому важлива швидкість заряду. Чим більше струм, тим вища і швидкість, але високе значення швидкості призводить до швидкої деградації акумулятора. Вважається, що правильним значенням струму буде величина, що дорівнює десяти відсоткам від ємності батарейки. Ємність визначається як величина струму, що віддається АКБ за одиницю часу, вона вимірюється в ампер-годинах.
Саморобний зарядний прилад
Пристрій для заряду повинен бути у кожного автолюбителя, тому якщо немає можливості або бажання придбати готовий прилад, нічого не залишиться, як зробити зарядку для акумулятора самостійно. Нескладно виготовити своїми руками як найпростіший, так і функціональний пристрій. Для цього знадобиться схемата набір радіоелементів. Існує також можливість переробити джерело безперебійного живлення (ДБЖ) або комп'ютерний блок (АТ) на прилад для підзарядки АКБ.
Трансформаторний зарядний пристрій
Такий пристрій найпростіший у збиранні і не містить дефіцитних деталей. Схема складається з трьох вузлів:
- трансформатор;
- випрямний блок;
- регулятор.
Напруга з промислової мережі надходить на первинну обмотку трансформатора. Сам трансформатор може використовуватись будь-якого виду. Складається він із двох частин: сердечника та обмоток. Сердечник збирається зі сталі або фериту, обмотки - із провідникового матеріалу.
Принцип роботи трансформатора заснований на появі змінного магнітного поля при проходженні струму первинної обмотки і передачі його на вторинну. Для отримання на виході необхідного рівня напруги кількість витків у вторинній обмотці робиться меншою порівняно з первинною. Рівень напруги на вторинній обмотці трансформатора вибирається рівним 19 вольт, а його потужність повинна забезпечувати триразовий запас струму заряду.
З трансформатора знижена напруга проходить через випрямний міст і надходить на реостат, послідовно підключений до акумулятора. Реостат призначений для регулювання величини напруги та струму шляхом зміни опору. Опір реостату вбирається у 10 Ом. Величина струму контролюється увімкненим послідовно перед акумулятором амперметром. Такий схемою не вдасться заряджати АКБ з ємністю понад 50 Ач, оскільки реостат починає перегріватися.
Спростити схему можна, прибравши реостат, а на вході перед трансформатором встановити набір конденсаторів, що використовуються як реактивні опори для зменшення напруги мережі. Чим менше номінальне значення ємності, тим менше напруга надходить на первинну обмотку в мережі.
Особливість такої схеми в необхідності забезпечення рівня сигналу на вторинній обмотці трансформатора у півтора рази більша, ніж робоча напруга навантаження. Таку схему можна використовувати без трансформатора, але це дуже небезпечно. Без гальванічної розв'язки можна отримати ураження електричним струмом.
Імпульсний пристрій підзаряду
Гідність імпульсних пристроїв у високому ККД та компактних розмірах. В основі приладу лежить мікросхема із широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Зібрати потужний імпульсний зарядний пристрій своїми руками можна за наступною схемою.
Як ШІМ контролера використовується драйвер IR2153. Після випрямляючих діодів паралельно АКБ ставиться полярний конденсатор С1 з ємністю не більше 47-470 мкФ і напругою щонайменше 350 вольт. Конденсатор прибирає сплески напруги і шуми лінії. Діодний міст використовується з номінальним струмом більше чотирьох ампер та зі зворотною напругою не менше 400 вольт. Драйвер керує потужними N-канальними польовими транзисторами IRFI840GLC, встановленими на радіаторах. Струм такої зарядки дорівнюватиме до 50 ампер, а вихідна потужність до 600 Ватт.
Виготовити імпульсний зарядний пристрій для автомобіля своїми руками можна, використовуючи перероблене комп'ютерне джерело живлення формату АТ. Як ШИМ контролера у яких використовується поширена мікросхема TL494. Сама переробка полягає у збільшенні вихідного сигналу до 14 вольт. Для цього потрібно правильно встановити підстроювальний резистор.
Резистор, який з'єднується першу ногу TL494 зі стабілізованою шиною + 5, видаляється, а замість другого, пов'язаного з 12 вольтовою шиною, впаюється змінний резистор з номіналом 68 кОм. Цим резистором і встановлюється потрібний рівень вихідної напруги. Включення блоку живлення здійснюється через механічний вимикач, згідно з вказаною на корпусі блоку живлення схемою.
Пристрій на мікросхемі LM317
Досить проста, але стабільна працююча схема зарядки легко виконується на інтегральній мікросхемі LM317. Мікросхема забезпечує встановлення рівня сигналу 13,6 вольт при максимальній силі струму 3 ампера. Стабілізатор LM317 має вбудований захист від короткого замикання.
Напруга на схему приладу подається через клеми від незалежного блоку живлення постійної напруги 13-20 вольт. Струм, проходячи через індикаторний світлодіод HL1 і транзистор VT1, надходить на стабілізатор LM317. З його виходу безпосередньо на АКБ через X3, X4. Дільником, зібраним на R3 та R4, встановлюється необхідне значення напруги для відкривання VT1. Змінним резистором R4 визначається обмеження струму підзарядки, а R5 рівень вихідного сигналу. Вихідна напруга встановлюється від 13,6 до 14 вольт.
Схему можна максимально спростити, але її надійність зменшиться.
У ній резистором R2 підбирають струм. Як резистор використовується потужний дротяний елемент з ніхрому. Коли АКБ розряджений, струм заряду максимальний, світлодіод VD2 горить яскраво, у міру заряду струм починає спадати і світлодіод тьмяніє.
Зарядне із джерела безперебійного живлення
Випрямляч збирається на будь-яких потужних діодах, наприклад, вітчизняних Д-242 та мережевому конденсаторі 2200 мкФ на 35-50 вольт. На виході вийде сигнал із напругою 18-19 вольт. Як стабілізатор напруги використовується мікросхема LT1083 або LM317 з обов'язковою установкою на радіатор.
Підключивши акумуляторну батарею, виставляється напруга 14,2 вольта. Контролювати рівень сигналу зручно за допомогою вольтметра та амперметра. Вольтметр підключається паралельно клем батареї, а амперметр послідовно. У міру заряду АКБ його опір зростатиме, а струм падатиме. Ще простіше виконати регулятор за допомогою симістора, підключеного до первинної обмотки трансформатора на кшталт диммера.
При самостійному виготовленні пристрою слід пам'ятати про електробезпеку при роботі з мережею змінного струму 220 В. Як правило, правильно виконаний прилад зарядки зі справних деталей починає працювати відразу, потрібно тільки виставити струму заряду.
Для автомобільних акумуляторів, адже промислові зразки мають досить високу вартість. А зробити самому такий пристрій можна досить швидко, причому підручних матеріалів, які є практично у кожного. Зі статті ви дізнаєтеся, як самостійно виготовити зарядні пристрої з мінімальними витратами. Розглянуто дві конструкції - з автоматичним регулюванням струму заряду і без неї.
Основа зарядника – трансформатор
У будь-якому заряднику ви знайдете основний компонент – трансформатор. Слід зазначити, що є схеми пристроїв, побудованих за безтрансформаторною схемою. Але вони є небезпечними, тому що немає захисту від напруги. Отже, під час виготовлення можна отримати удар електричним струмом. Набагато ефективніше й простіше виявляються трансформаторні схеми, у яких є гальванічна розв'язка від напруги. Для виготовлення зарядного пристрою вам знадобиться потужний трансформатор. Його можна знайти, розібравши непридатну мікрохвильову пічку. Втім, запчастини від цього приладу можна використовувати, щоб зробити зарядний пристрій для акумулятора своїми руками.
У старих лампових телевізорах використовувалися трансформатори ТС-270, ТС-160. Ці моделі чудово підійдуть для конструювання зарядника. Їх використовувати виявляється навіть ефективніше, тому що на них вже є дві обмотки по 6,3 вольт. Причому із них можна зібрати струм до 7,5 ампер. А при зарядці автомобільного акумулятора потрібен струм, що дорівнює 1/10 від ємності. Отже, при ємності батареї 60 а * год вам необхідно заряджати силою струму 6 ампер. Але якщо немає обмоток, що задовольняють умові, потрібно її зробити. А тепер про те, як виготовити саморобний зарядний пристрій для автомобіля якнайшвидше.
Перемотування трансформатора
Отже, якщо ви вирішили використовувати перетворювач від мікрохвильової печі, потрібно прибрати вторинну обмотку. Причина полягає в тому, що на ці трансформатори підвищують, вони перетворять напругу до значення близько 2000 вольт. Магнетрон необхідно живлення в 4000 вольт, тому використовується схема подвоєння. Вам же такі значення не будуть потрібні, тому безжально позбавляйтеся вторинної обмотки. Замість неї намотуєте провід із перетином 2 кв. мм. Але ж ви не знаєте, яка кількість витків необхідна? Це потрібно з'ясувати, чи скористатися можна декількома способами. І це обов'язково потрібно робити, коли виготовляється зарядний пристрій для акумулятора своїми руками.
Найпростіший і найнадійніший - це експериментальний. Виробляйте намотування десяти витків дроту, який використовуватимете. Зачищаєте його краї і вмикаєте в мережу трансформатор. Виконуйте замір напруги на вторинній обмотці. Припустимо, ці десять витків видають 2 В. Отже, з одного витка збирається 0,2 (десята частина). Вам необхідно не менше 12, а краще, якщо на виході буде значення, близьке до 13. Один вольт дадуть п'ять витків, тепер потрібно 5 * 12 = 60. Шукане значення - 60 витків дроту. Другий спосіб складніший, доведеться вважати переріз магнітопроводу трансформатора, потрібно знати кількість витків первинної обмотки.
Випрямний блок
Можна сказати, що найпростіші саморобні зарядні пристрої для автомобільних акумуляторів складаються з двох вузлів – перетворювача напруги та випрямляча. Якщо не бажаєте витрачати багато часу на складання, то можна використовувати однонапівперіодну схему. Але якщо вирішили зібрати зарядник, як то кажуть, на совість, то краще скористатися бруківкою. Бажано вибирати діоди, зворотний струм яких 10 ампер та вище. Вони, як правило, мають металевий корпус та кріплення з гайкою. Варто також відзначити, що кожен напівпровідниковий діод слід встановлювати на окремий радіатор, щоб покращити охолодження його корпусу.
Невелика модернізація
Втім, на цьому можете зупинитись, простий саморобний зарядний пристрій готовий до використання. Але його можна доповнити вимірювальними приладами. Зібравши в єдиному корпусі всі компоненти, надійно закріпивши їх на своїх місцях, можна зайнятися дизайном лицьової панелі. На ній можна розташувати два прилади - амперметр та вольтметр. З їх допомогою ви зможете здійснювати контроль напруги та струму заряджання. Якщо є бажання, встановіть світлодіод або лампу розжарювання, яку підключіть до виходу випрямляча. За допомогою такої лампи ви будете бачити, чи зарядник включений в мережу. У разі потреби доповніть малогабаритним вимикачем.
Автоматичне регулювання струму заряджання
Непогані результати показують саморобні зарядні пристрої автомобільних акумуляторів, що мають функцію автоматичного регулювання струму. Незважаючи на складність, ці пристрої дуже прості. Щоправда, знадобляться деякі компоненти. У схемі використовуються стабілізатори струму, наприклад, LM317, а також його аналоги. Варто зазначити, що цей стабілізатор заслужив на довіру у радіоаматорів. Він безвідмовний та довговічний, характеристики у нього перевершують вітчизняні аналоги.
Крім нього, також потрібний регульований стабілітрон, наприклад TL431. Усі мікросхеми та стабілізатори, які використовуються в конструкції, необхідно монтувати на окремі радіатори. Принцип роботи LM317 полягає в тому, що «зайва» напруга перетворюється на тепло. Отже, якщо у вас з виходу випрямляча йде не 12, а 15, то «зайві» 3 будуть йти в радіатор. Багато саморобних зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів робляться без дотримання строгих вимог до зовнішньої оболонки, але краще, якщо вони будуть поміщені в алюмінієвий корпус.
Висновок
На завершення статті хотілося б відзначити, що такий пристрій, як автомобільний зарядник, потребує якісного охолодження. Тому слід передбачити встановлення кулерів. Використовувати найкраще ті, що монтуються у комп'ютерних блоках живлення. Тільки зверніть увагу на те, що їм потрібне живлення 5 вольт, а не 12. Тому доведеться доповнювати схему, впроваджувати в неї стабілізатор напруги на 5 вольт. Ще багато можна говорити про зарядні пристрої. Схема автозарядника проста для повторення, а пристрій буде корисним у будь-якому гаражі.
