Робимо зарядний пристрій своїми руками. Зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками. Як зробити найпростіше трансформаторне пристрій

Дотримання режиму експлуатації акумуляторних батарей, і зокрема режиму зарядки, гарантує їх безвідмовну роботу протягом всього терміну служби. Зарядку акумуляторних батарей виробляють струмом, значення якого можна визначити за формулою

де I - середній зарядний струм, А., а Q - паспортна електрична ємність акумуляторної батареї, А-ч.

Класична зарядного пристрою для автомобільного акумулятора складається з понижуючого трансформатора, випрямляча і регулятора струму зарядки. Як регулятори струму застосовують дротові реостати (див. Рис. 1) і транзисторні стабілізатори струму.

В обох випадках на цих елементах виділяється значна теплова потужність, що знижує ККД зарядного пристрою і збільшує ймовірність виходу його з ладу.

Для регулювання зарядного струму можна використовувати магазин конденсаторів, що включаються послідовно з первинної (мережевий) обмотки трансформатора і виконують функцію реактивних опорів, що гасять надлишкова напруга мережі. Спрощена такого пристрою наведена на рис. 2.

У цій схемі теплова (активна) потужність виділяється лише на діодах VD1-VD4 випрямні мосту і трансформаторі, тому нагрів пристрої незначний.

Недоліком на Рис. 2 є необхідність забезпечити напруга на вторинній обмотці трансформатора в півтора рази більше, ніж номінальна напруга навантаження (~ 18 ÷ 20В).

Схема зарядного пристрою, що забезпечує зарядку 12-вольтів акумуляторних батарей струмом до 15 А, причому струм зарядки можна змінювати від 1 до 15 А ступенями через 1 А, наведена на Рис. 3.

Передбачена можливість автоматичного вимкнення пристрою, коли батарея повністю зарядиться. Воно не боїться короткочасних коротких замикань в ланцюзі навантаження і обривів в ній.

Вимикачами Q1 - Q4 можна підключати різні комбінації конденсаторів і тим самим регулювати струм зарядки.

Змінним резистором R4 встановлюють поріг спрацьовування К2, яке має спрацьовувати при напрузі на затискачах акумулятора, що дорівнює напрузі повністю зарядженої батареї.

На Рис. 4 представлена \u200b\u200bще одного зарядного пристрою, в якому струм зарядки плавно регулюється від нуля до максимального значення.

Зміна струму в навантаженні досягається регулюванням кута відкривання тріністора VS1. Вузол регулювання виконаний на одноперехідному транзисторі VT1. Значення цього струму визначається положенням движка змінного резистора R5. Максимальний струм заряду акумулятора 10А, встановлюється амперметром. пристрою забезпечена з боку мережі і навантаження запобіжниками F1 і F2.

Варіант друкованої плати зарядного пристрою (див. Рис. 4), розміром 60х75 мм наведений на наступному малюнку:

У схемі на рис. 4 вторинна обмотка трансформатора повинна бути розрахована на струм, втричі більший зарядного струму, і відповідно потужність трансформатора також повинна бути втричі більше потужності, споживаної акумулятором.

Назване обставина є істотним недоліком зарядних пристроїв з регулятором струму тріністором (тиристором).

Примітка:

Діоди випрямного містка VD1-VD4 і тиристор VS1 необхідно встановити на радіатори.

Значно знизити втрати потужності в тріністоре, а отже, підвищити ККД зарядного пристрою можна, регулюючий елемент перенести з ланцюга вторинної обмотки трансформатора в ланцюг первинної обмотки. такого пристрою показана на рис. 5.

У схемі на Рис. 5 регулювальний вузол аналогічний застосованому в попередньому варіанті пристрою. Тринистор VS1 включений в діагональ випрямні мосту VD1 - VD4. Оскільки струм первинної обмотки трансформатора приблизно в 10 разів менше струму заряду, на діодах VD1-VD4 і тріністоре VS1 виділяється відносно невелика теплова потужність і вони не вимагають установки на радіатори. Крім того, застосування тринистора в ланцюзі первинної обмотки трансформатора дозволило дещо поліпшити форму кривої зарядного струму і знизити значення коефіцієнта форми кривої струму (що також призводить до підвищення ККД зарядного пристрою). До недоліку цього зарядного пристрою слід віднести гальванічний зв'язок з мережею елементів вузла регулювання, що необхідно враховувати при розробці конструктивного виконання (наприклад, використовувати змінний резистор з пластмасовою віссю).

Варіант друкованої плати зарядного пристрою на рісенке 5, розміром 60х75 мм наведений на малюнку нижче:

Примітка:

Діоди випрямного містка VD5-VD8 необхідно встановити на радіатори.

У зарядному пристрої на малюнку 5 діодний місток VD1-VD4 типу КЦ402 або КЦ405 з буквами А, Б, В. Стабілітрон VD3 типу КС518, КС522, КС524, або складений з двох однакових стабилитронов з сумарним напругою стабілізації 16 ÷ 24 вольта (КС482, Д808 , КС510 і ін.). Транзистор VT1 одноперехідний, типу КТ117А, Б, В, Г. Доданий місток VD5-VD8 складений з діодів, з робочим струмом не менше 10 ампер (Д242 ÷ Д247 та ін.). Діоди встановлюються на радіатори площею не менше 200 кв.см, а радіатори будуть сильно нагріватися, в корпус зарядного пристрою можна встановити вентилятор для обдування.

Для автомобільних акумуляторів, так як промислові зразки мають досить високу вартість. А зробити самому такий пристрій можна досить швидко, причому з підручних матеріалів, які є практично у кожного. Зі статті ви дізнаєтеся, як самостійно виготовити зарядні пристрої з мінімальними витратами. Розглянуто будуть дві конструкції - з автоматичним регулюванням струму заряду і без неї.

Основа зарядника - трансформатор

У будь-якому зарядника ви знайдете основний компонент - трансформатор. Варто зауважити, що є схеми пристроїв, побудованих за бестрансформаторних схемою. Але вони є небезпечними, так як немає захисту від напруги. Отже, під час виготовлення можна отримати удар електричним струмом. Набагато ефективніше і простіше виявляються трансформаторні схеми, в них є гальванічна розв'язка від напруги. Для виготовлення зарядного пристрою вам знадобиться потужний трансформатор. Його можна знайти, розібравши непридатну мікрохвильову піч. Втім, запчастини від цього електроприладу можна використовувати, щоб зробити зарядний пристрій для акумулятора своїми руками.

У старих лампових телевізорах застосовувалися трансформатори ТС-270, МС-160. Ці моделі чудово підійдуть для конструювання зарядника. Їх використовувати виявляється навіть ефективніше, так як на них вже є дві обмотки по 6,3 вольт. Причому з них можна зібрати ток до 7,5 ампер. А при зарядці автомобільного акумулятора необхідний струм, рівний 1/10 від ємності. Отже, при ємності батареї 60 а * ч вам необхідно заряджати її силою струму 6 ампер. Але якщо немає обмоток, які відповідають умові, потрібно її зробити. А тепер про те, як виготовити саморобний зарядний пристрій для автомобіля якомога швидше.

Перемотка трансформатора

Отже, якщо ви вирішили використовувати перетворювач від мікрохвильової печі, то потрібно прибрати вторинну обмотку. Причина криється в тому, що на трансформатори ці підвищують, вони перетворять напругу до значення близько 2000 вольт. Магнетрона необхідне живлення в 4000 вольт, тому використовується схема подвоєння. Вам же такі значення не будуть потрібні, тому безжально позбавляйтеся від вторинної обмотки. Замість неї намотуєте провід з перетином 2 кв. мм. Але ви ж не знаєте, яка кількість витків необхідно? Це потрібно з'ясувати, скористатися можна декількома способами. І це потрібно обов'язково робити, коли виготовляється зарядний пристрій для акумулятора своїми руками.

Найпростіший і надійний - це експериментальний. Проводьте намотування десяти витків дроту, який будете використовувати. Зачищаєте його краю і включаєте в мережу трансформатор. Проводьте завмер напруги на вторинній обмотці. Припустимо, ці десять витків видають 2 В. Отже, з одного витка збирається 0,2 В (десята частина). Вам необхідно не менше 12 В, а краще, якщо на виході буде значення, близьке до 13. Один вольт дадуть п'ять витків, тепер потрібно 5 * 12 \u003d 60. Шукане значення - 60 витків дроту. Другий спосіб складніший, доведеться рахувати перетин муздрамтеатру трансформатора, потрібно знати число витків первинної обмотки.

випрямний блок

Можна сказати, що найпростіші саморобні зарядні пристрої для автомобільних акумуляторів складаються з двох вузлів - перетворювача напруги і випрямляча. Якщо не бажаєте витрачати багато часу на складання, то можна використовувати однополуперіодним схему. Але якщо вирішили зібрати зарядник, що називається, на совість, то краще скористатися бруківці. Бажано вибирати діоди, зворотний струм яких 10 ампер і вище. Вони, як правило, мають металевий корпус і кріплення з гайкою. Варто також відзначити, що кожен напівпровідниковий діод слід встановлювати на окремий радіатор, щоб поліпшити охолодження його корпусу.

Невелика модернізація

Втім, на цьому можете зупинитися, просте 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 і дизайном лицьовій панелі. На ній можна розташувати два прилади - амперметр і вольтметр. З їх допомогою ви зможете проводити контроль напруги і струму зарядки. Якщо є бажання, то встановіть світлодіод або лампу розжарювання, яку підключіть до виходу випрямляча. За допомогою такої лампи ви будете бачити, чи включений зарядник в мережу. При необхідності доповніть малогабаритним вимикачем.

Автоматичне регулювання струму зарядки

Непогані результати показують саморобні зарядні пристрої для автомобільних акумуляторів, які мають функцію автоматичного регулювання струму. Незважаючи на гадану складність, ці пристрої дуже прості. Правда, будуть потрібні деякі компоненти. У схемі використовуються стабілізатори струму, наприклад LM317, а також його аналоги. Варто зазначити, що цей стабілізатор заслужив довіру у радіоаматорів. Він безвідмовний і довговічний, характеристики у нього перевершують вітчизняні аналоги.

Крім нього, також буде потрібно регульований стабілітрон, наприклад TL431. Всі мікросхеми і стабілізатори, що використовуються в конструкції, необхідно монтувати на окремі радіатори. Принцип роботи LM317 полягає в тому, що «зайве» напруга перетвориться в тепло. Отже, якщо у вас з виходу випрямляча йде не 12 В, а 15 В, то «зайві» 3 В будуть йти в радіатор. Багато саморобні зарядні пристрої для автомобільних акумуляторів робляться без дотримання строгих вимог до зовнішньої оболонці, але краще, якщо вони будуть укладені в алюмінієвий корпус.

висновок

На завершення статті хотілося б відзначити, що такий пристрій, як автомобільний зарядник, потребує якісного охолодженні. Тому слід передбачити установку кулерів. Використовувати краще за все ті, які монтуються в комп'ютерних блоках харчування. Тільки зверніть увагу на те, що їм необхідно харчування 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 автозарядчіка проста для повторення, а пристрій буде корисно в будь-якому гаражі.

Саморобні зарядні пристрої для акумуляторів зазвичай мають дуже просту конструкцію, а додатково до того і підвищену надійність як раз зважаючи на простоту схеми. Ще один плюс від виготовлення зарядки своїми руками - відносна дешевизна комплектуючих і як результат - невисока собівартість приладу.

Чому збірна конструкція краще покупного

Основне завдання такої техніки - підтримувати на необхідному рівні заряд акумуляторної батареї автомобіля в разі потреби. Якщо розрядка АКБ сталася поруч з будинком, де є потрібний пристрій, то проблем не виникне. В іншому випадку, коли немає підходящої техніки для живлення акумулятор, і коштів теж недостатньо, можна зібрати прилад своїми руками.

Необхідність використання допоміжних засобів для підживлення АКБ автомобіля обумовлена \u200b\u200bв першу чергу низькими температурами в холодну пору року, коли наполовину розряджена акумуляторна батарея являє собою головну, а іноді і зовсім не розв'язні проблему, якщо тільки вчасно не підзарядити АКБ. Тоді саморобні зарядні пристрої для харчування автомобільних акумуляторів стануть порятунком для користувачів, які не планують вкладатися в таку техніку, по крайней мере, в даний момент.

Принцип дії

До певного рівня АКБ авто може отримувати живлення від самого транспортного засобу, А якщо точніше, від електрогенератора. Після цього вузла зазвичай встановлюється реле, відповідальне за установку напруги не більше 14,1В. Щоб акумуляторна батарея зарядилася до межі, необхідно більш високе значення даного параметра - 14,4. Відповідно, для реалізації такого завдання як раз і застосовуються АКБ.

Основні вузли даного пристрою - трансформатор і випрямляч. В результаті на вихід подається постійний струм з напругою певної величини (14,4). Але чому спостерігається розбіг з напругою самої батареї - 12В? Це робиться з метою забезпечення можливості зарядити АКБ, розрядженою до рівня, коли значення даного параметра акумулятора прирівнювалося 12В. Якщо зарядка буде характеризуватися таким же за значенням параметром, то в результаті харчування АКБ стане складно здійсненне завдання.

Дивимося відео, найпростіший пристрій для заряду АКБ:

Але тут є нюанс: невелике перевищення рівня напруги акумуляторної батареї не є критичним, тоді як істотно завищена величина цього параметра дуже погано позначиться надалі на працездатності АКБ. Принцип функціонування, яким відрізняється будь-, навіть найпростіше зарядний пристрій для харчування автомобільного акумулятора, полягає в підвищенні рівня опору, що призведе до зниження зарядного струму.

Відповідно, чим більше значення напруги (прагне до 12В), тим менше струм. Для нормальної роботи АКБ бажано встановлювати певну величину струму заряду (близько 10% від ємності). У поспіху велика спокуса змінити значення цього параметра на більшу, проте, це може мати негативні наслідки для самої акумуляторної батареї.

Що потрібно для виготовлення АКБ?

Основні елементи простої конструкції: діод і обігрівач. Якщо правильно (послідовно) підключити їх до АКБ, можна домогтися бажаного - акумуляторна батарея буде заряджена через 10 годин. Але любителям економити електроенергію таке рішення може не підійти, тому як витрата в цьому випадку складе близько 10 кВт. Робота отриманого пристрою характеризується не високим ККД.

Основні елементи простої конструкції

Але для створення відповідної модифікації доведеться дещо видозмінити окремі елементи, зокрема, трансформатор, потужність якого повинна бути на рівні 200-300 Вт. При наявності старої техніки, підійде дана деталь зі звичайного лампового телевізора. Для організації системи вентиляції знадобиться кулер, найкраще, якщо він буде від комп'ютера.

Коли створюється просте зарядний пристрій для харчування акумулятора своїми руками, в якості основних елементів виступає ще транзистор і резистор. Щоб налагодити роботу конструкції, знадобиться компактний зовні, але досить місткий корпус з металу, хороший варіант - короб від стабілізатора.

В теорії такого роду техніку зможе зібрати навіть початківець радіоаматор, який раніше не стикався зі складними схемами.

схема простого пристрою для заряду акумулятора

Основна складність полягає в необхідності видозмінити трансформатор. При такому рівні потужності обмотки характеризуються невисокими показниками напруги (6-7В), струм буде дорівнює 10А. Зазвичай же потрібна напруга 12В або 24В, в залежності від типовиконання акумуляторної батареї. Щоб отримати такі значення на виході пристрою, необхідно забезпечити паралельне з'єднання обмоток.

поетапна збірка

Саморобний зарядний пристрій для харчування акумулятора автомобіля починається з підготовки сердечника. Намотування проводу на обмотки виконується з максимальним ущільненням, важливо, щоб витки щільно прилягали один до одного, і не залишалося просвітів. Не можна забувати і про ізоляцію, яка ставиться з інтервалом в 100 витків. Перетин дроту первинної обмотки - 0,5 мм, вторинної - від 1,5 до 3,0 мм. Якщо врахувати, що при частоті 50 Гц 4-5 витків можуть забезпечити напругу 1В, відповідно, для отримання 18В потрібно близько 90 витків.

Далі, підбирається діод підходящої потужності, щоб витримувати подаються на нього в майбутньому навантаження. Кращий варіант - генераторний діод автомобіля. Щоб виключити ризик перегріву, необхідно забезпечити ефективну циркуляцію повітря всередині корпусу такого приладу. Якщо короб не перфоровано, слід подбати про це до початку збирання. Кулер необхідно підключити до виходу зарядного пристрою. Основне його завдання - охолодження діода і обмотки трансформатора, що враховується при виборі ділянки для установки.

Дивимося відео, докладна інструкція по виготовленню:

Схема простого зарядного пристрою для живлення автомобільного акумулятора містить ще й змінний резистор. Для нормального функціонування зарядки необхідно отримати опір на рівні 150 Ом і потужність 5 Вт. Більше, ніж іншим відповідає цим вимогам модель резистора КУ202Н. Можна підібрати відмінний від цього варіант, але його параметри повинні бути подібними за значенням із зазначеними. Завдання резистора полягає в регулюванні напруги на виході пристрою. Модель транзистора КТ819 також є найкращим варіантом з ряду аналогів.

Оцінка ефективності, собівартість

Як видно, якщо необхідно зібрати саморобний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора, його схема більш ніж проста для реалізації. Єдина складність - компоновка всіх елементів і установка їх в корпус з подальшим з'єднанням. Але таку роботу складно назвати трудомісткою, а вартість усіх використовуваних деталей вкрай мала.

Деякі з деталей, а, можливо, і все напевно знайдуться у радіоаматора будинку, наприклад, кулер від старого комп'ютера, трансформатор від лампового телевізора, старий корпус від стабілізатора. Що стосується ступеня ефективності, то подібні пристрої, зібрані своїми руками, не відрізняються дуже високим ККД, однак, в результаті все ж справляються зі своїм завданням.

Дивимося відео, корисні поради фахівця:

Таким чином, великих вкладень в створення саморобної зарядки не потрібно. Навпаки, всі елементи стоять вкрай мало, що вигідно відтіняє дане рішення в порівнянні з пристроєм, який можна придбати в готовому вигляді. Розглянута вище схема не відрізняється високою ефективністю, але її головний плюс - заряджений акумулятор авто, хоч і через 10 годин. Можна удосконалити цей варіант або розглянути безліч інших, пропонованих для реалізації.

!
Сьогодні ми розглянемо 3 прості схеми зарядних пристроїв, які можуть бути використані для зарядки самих різних акумуляторів.

Перші 2 схеми працюють в лінійному режимі, а лінійний режим в першу чергу 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 радіатор охолодження, а в іншому все добре. Такі схеми завжди застосовувалися і будуть застосовуватися, так як мають незаперечні плюси: простота, низька собівартість, не "паскудять» в мережу (як у випадку імпульсних схем) і висока повторюваність.

Розглянемо першу схему:

Мікросхему обов'язково встановлюють на масивний радіатор, на вхід подається не стабілізовану напругу до 30-35В, це трохи менше максимально допустимого вхідного напруги для мікросхеми lm317. Потрібно 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 вольта менше вхідного.

Зарядка відбувається стабільною напругою, а струм не може бути більше виставленого порога. Дана схема може бути використана навіть для зарядки літій-іонних акумуляторів. При коротких замикань на виході нічого страшного не станеться, просто піде обмеження струму і, якщо охолодження мікросхеми хороше, а різниця вхідного і вихідного напруги невелике, схема в такому режимі може пропрацювати нескінченно довгий час.

друга схема з себе являє потужний стабілізований джерело живлення з максимальним вихідним струмом до 10А, була побудована на базі першого варіанту.

Вихідна напруга схеми регулюється в діапазоні від 3 до 30В, що у дозволить заряджати практично будь-які акумулятори. Регулюють вихідна напруга за допомогою того ж підлаштування резистора.

Тепер давайте розглянемо принцип роботи схеми. При малих значеннях струму силовий транзистор закритий. При збільшенні вихідного струму падіння напруги на зазначеному резисторі стає достатнім і транзистор починає відкриватися, і весь струм буде протікати по відкритому переходу транзистора.

Дуже бажано і навіть обов'язково використання додаткового вентилятора, якщо схема буде експлуатуватися на великих токах.
Для зарядки акумуляторів, обертанням підлаштування резистора потрібно виставити напругу закінчення заряду і все. Максимальний струм заряду обмежений 10-амперами, у міру заряду батарей струм буде падати. Схема коротких замикань не боїться, при КЗ струм буде обмежений. Як і в разі першої схеми, якщо є гарне охолодження, То пристрій зможе тривалий час терпіти такий режим роботи.
Ну а тепер кілька тестів:

Кому колись «морочитися» з усіма нюансами зарядки автомобільного акумулятора, стежити за струмом зарядки, вчасно відключити, щоб не перезарядити і т.д., можна порекомендувати просту схему зарядки автомобільного АКБ з автоматичним відключенням при повній зарядці акумулятора. У цій схемі використовується один не потужний транзистор для визначення напруги на акумуляторі.

Схема простого автоматичного зарядного пристрою автомобільного акумулятора

Список необхідних деталей:

• R1 \u003d 4,7 кОм;
• Р1 \u003d 10K підлаштування;
• T1 \u003d BC547B, КТ815, КТ817;
• Реле \u003d 12В, 400 Ом, (можна автомобільне, наприклад: 90.3747);
• TR1 \u003d напруга вторинної обмотки 13,5-14,5 В, струм 1/10 від ємності АКБ (наприклад: АКБ 60А / ч - струм 6А);
• Діодний міст D1-D4 \u003d на ток рівний номінальному току трансформатора \u003d не менше 6А (наприклад Д242, КД213, КД2997, КД2999 ...), встановлені на радіаторі;
• Діоди D1 (паралельно реле), D5,6 \u003d 1N4007, КД105, КД522 ...;
• C1 \u003d 100uF / 25V.
• R2, R3 - 3 кОм
• HL1 - АЛ307Г
• HL2 - АЛ307Б

У схемі відсутнє індикатор зарядки, контролю струму (амперметр) і обмеження зарядного струму. При бажанні можна поставити на вихід амперметр в розрив будь-якого з проводів. Світлодіоди (HL1 і HL2) з обмежувальними опорами (R2 і R3 - 1 кОм) або лампочки паралельно С1 «мережу», а до вільного контакту RL1 «кінець заряду».

змінена схема

Струм, що дорівнює 1/10 від ємності АКБ підбирається кількістю витків вторинної обмотки трансформатора. При намотуванні вторинки трансформатора необхідно зробити кілька відводків для підбору оптимального варіанту зарядного струму.

Заряд автомобільного (12-ти вольта) акумулятора вважається закінченим, коли напруга на його клемах досягне 14,4 вольт.

Поріг відключення (14,4 вольт) встановлюється підлаштування резистором Р1 при підключеному і повністю зарядженому акумуляторі.

При зарядці розрядженого акумулятора напруга на ньому буде близько 13В, в процесі зарядки струм буде падати, а напруга зростатиме. Коли напруга на акумуляторі досягне 14,4 вольт, транзистор Т1 відключить реле RL1 ланцюг заряду буде розірвана і АКБ відключиться від зарядного напруги з діодів D1-4.

При зниженні напруги до 11,4 вольт, зарядка знову відновлюється, такий гістерезис забезпечують діоди D5-6 в емітер транзистора. Поріг спрацьовування схеми стає 10 + 1,4 \u003d 11,4 вольт, які можуть бути розглянуті як для автоматичного перезапуску процесу зарядки.

Таке саморобний просте автоматичне автомобільний зарядний пристрій допоможе Вам проконтролювати процес зарядки, що не простежити закінчення зарядки і не перезарядити свій акумулятор!

Використано матеріали сайту: homemade-circuits.com

Інший варіант схеми зарядного пристрою для 12-ти вольта автомобільного акумулятора з автоматичним відключенням після закінчення зарядки

Схема трохи складніша за попередню, але з більш чітким спрацьовуванням.