Зарядний пристрій автомобільних акумуляторів.
Ні для кого не нове, якщо скажу, що у будь-якого автомобіліста в гаражі має бути зарядний пристрій акумуляторної батареї. Звичайно, його можна купити в магазині, але, зіткнувшись із цим питанням, дійшов висновку, свідомо не дуже гарний пристрій за прийнятною ціною брати не хочеться. Зустрічаються такі, у яких струм заряду регулюється потужним перемикачем, який додає або зменшує кількість витків у вторинній обмотці трансформатора, тим самим збільшуючи або зменшуючи зарядний струм, при цьому контроль контролю струму в принципі відсутня. Це найдешевший варіант зарядника заводського виконання, ну а тямущий девайс коштує не так вже й дешево, ціна прямо-таки кусається, тому вирішив знайти схему в інтернеті, і зібрати її самому. Критерії вибору були такі:
Проста схема без зайвих наворотів;
- Доступність радіодеталей;
- плавне регулювання зарядного струму від 1 до 10 ампер;
- бажано, щоб це була схема зарядно-тренувального пристрою;
- не складне налагодження;
- стабільність роботи (за відгуками тих, хто вже робив цю схему).
Пошукавши в інтернеті, натрапив на промислову схему зарядного пристроюз регулюючими тиристорами.
Все типово: трансформатор, міст (VD8, VD9, VD13, VD14), генератор імпульсів з регульованою шпаруватістю (VT1, VT2), тиристори як ключі (VD11, VD12), вузол контролю заряду. Дещо спростивши цю конструкцію, отримаємо більше просту схему:
На цій схемі немає вузла контролю заряду, а решта – майже те саме: транс, міст, генератор, один тиристор, вимірювальні голівки та запобіжник. Зверніть увагу, що у схемі стоїть тиристор КУ202, він трохи слабенький, тому щоб не допустити пробою імпульсами великого струму його необхідно встановити на радіатор. Трансформатор – ват на 150, а можна використовувати ТС-180 від старого лампового телевізора.
Регульований зарядний пристрій зі струмом заряду 10А на тиристорі КУ202.
І ще один пристрій, який не містить дефіцитних деталей, зі струмом заряду до 10 ампер. Воно є простим тиристорний регуляторпотужності з фазоімпульсним керуванням.
Вузол керування тиристором зібраний на двох транзисторах. Час, за який конденсатор С1 заряджатиметься до перемикання транзистора, виставляється змінним резистором R7, яким, власне, і виставляється величина зарядного струму акумулятора. Діод VD1 служить для захисту керуючого ланцюга тиристора від зворотної напруги. Тиристор, також як і в попередніх схемах, ставиться на хороший радіатор, або на невеликий з вентилятором, що охолоджує. Друкована плата вузла управління виглядає так:
Схема непогана, але в ній є деякі недоліки:
- коливання напруги живлення призводять до коливання зарядного струму;
- немає захисту від короткого замикання крім запобіжника;
- пристрій дає перешкоди в мережу (лікується LC-фільтром).
Зарядний пристрій для акумуляторних батарей.
Цей імпульсний пристрій може заряджати та відновлювати практично будь-які типи акумуляторів. Час заряду залежить від стану батареї і коливається в межах від 4 до 6 годин. За рахунок імпульсного зарядного струму відбувається десульфатація пластин акумулятора. Дивимося схему нижче.
У цій схемі генератор зібраний на мікросхемі, що забезпечує стабільну його роботу. Замість NE555можна використовувати російський аналог - таймер 1006ВІ1. Якщо комусь не подобається КРЕН142 з харчування таймера, її можна замінити звичайним параметричним стабілізатором, тобто. резистором і стабілітроном з потрібною напругоюстабілізації, а резистор R5 зменшити до 200 Ом. Транзистор VT1- на радіатор обов'язково, гріється сильно. У схемі застосований трансформатор із вторинною обмоткою на 24 вольти. Діодний міст можна зібрати з діодів типу Д242. Для кращого охолодження радіатора транзистора VT1вентилятор можна застосувати від комп'ютерного блока живлення або охолодження системного блоку.
Відновлення та заряджання акумулятора.
Внаслідок неправильної експлуатації автомобільних акумуляторів пластини їх можуть сульфатуватися, і він виходить з ладу.
Відомий спосіб відновлення таких батарей при заряді їх асиметричним струмом. При цьому співвідношення зарядного та розрядного струму вибрано 10:1 (оптимальний режим). Цей режим дозволяє не лише відновлювати засульфатовані батареї акумуляторів, а й проводити профілактичну обробку справних.
Мал. 1. Електрична схемазарядного пристрою
На рис. 1 наведено простий зарядний пристрій, розрахований використання вищеописаного способу. Схема забезпечує зарядний імпульсний струм до 10 А (використовується для прискореного заряду). Для відновлення та тренування акумуляторів краще встановлювати імпульсний зарядний струм 5 А. При цьому струм розряду буде 0,5 А. Розрядний струм визначається за величиною номіналу резистора R4.
Схема виконана так, що заряд акумулятора виробляється імпульсами струму протягом однієї половини періоду напруги, коли напруга на виході схеми перевищить напругу на акумуляторі. Протягом другого напівперіоду діоди VD1, VD2 закриті і акумулятор розряджається через опір навантаження R4.
Значення зарядного струму встановлюється регулятором R2 за амперметром. Враховуючи, що при зарядці батареї частина струму протікає через резистор R4 (10%), то показання амперметра РА1 повинні відповідати 1,8 А (для імпульсного зарядного струму 5 А), так як амперметр показує усереднене значення струму за період часу, а заряд провадиться протягом половини періоду.
У схемі передбачено захист акумулятора від неконтрольованого розряду у разі випадкового зникнення напруги. У цьому випадку реле К1 своїми контактами розімкне ланцюг підключення акумулятора. Реле К1 застосовано типу РПУ-0 з робочою напругою обмотки 24 або менше напруга, але при цьому послідовно з обмоткою включається обмежувальний резистор.
Для пристрою можна використовувати трансформатор потужністю не менше 150 Вт із напругою у вторинній обмотці 22...25 В.
Вимірювальний прилад РА1 підійде зі шкалою 0...5 А (0...3 А), наприклад, М42100. Транзистор VT1 встановлюється на радіатор площею не менше 200 кв. см, як зручно використовувати металевий корпус конструкції зарядного пристрою.
У схемі застосовується транзистор з великим коефіцієнтом посилення (1000...18000), який можна замінити на КТ825 при зміні полярності включення діодів та стабілітрона, оскільки він інший провідності (див. рис. 2). Остання літера в позначенні транзистора може бути будь-якою.
Мал. 2. Електрична схема зарядного пристрою
Для захисту схеми від випадкового короткого замикання на виході встановлено запобіжник FU2.
Резистори застосовані такі R1 типу С2-23, R2 – ППБЕ-15, R3 – С5-16MB, R4 – ПЕВ-15, номінал R2 може бути від 3,3 до 15 кОм. Стабілітрон VD3 підійде будь-який, з напругою стабілізації від 7,5 до 12 Ст.
зворотної напруги.
Який провід краще використовувати від зарядного пристрою до акумулятора.
Звичайно, краще брати гнучкий мідний багатожильний, ну а перетин потрібно вибрати з розрахунку який максимальний струм проходитиме цими проводами, для цього дивимося табличку:
Якщо вас цікавить схемотехніка імпульсних зарядно-відновлювальних пристроїв із застосуванням таймера 1006ВІ1 в генераторі - прочитайте цю статтю:
Привіт ув. читач блогу "Моя лабораторія радіоаматора".
У сьогоднішній статті мова піде про давно «заюзану», але дуже корисною схемоютиристорного фазоімпульсного регулятора потужності, яке ми використовуватимемо як зарядний пристрій для свинцевих акумуляторних батарей.
Почнемо з того, що зарядне на КУ202 має низку переваг:
- Здатність витримувати струм заряду до 10 ампер
— Струм заряду імпульсний, що, на думку багатьох радіоаматорів, допомагає продовжити життя акумулятора.
— Схема зібрана з не дефіцитних, недорогих деталей, що робить її дуже доступною у ціновій категорії
- І останній плюс - це легкість у повторенні, що дасть можливість її повторити, як новачкові в радіотехніці, так і просто власнику автомобіля, який взагалі не має знання в радіотехніці, якому потрібна якісна і проста зарядка.
Згодом спробував доопрацьовану схему з автоматичним вимкненням акумулятора, рекомендую почитати
Свого часу я збирав цю схему на коліні за 40 хвилин разом із травою плати та підготовкою компонентів схеми. Ну, вистачить оповідань, давайте розглянемо схему.
Схема тиристорного зарядного пристрою на КУ202
Перелік використовуваних компонентів у схемі
C1 = 0,47-1 мкФ 63В
R1 = 6,8к - 0,25Вт
R2 = 300 - 0,25Вт
R3 = 3,3к - 0,25Вт
R4 = 110 - 0,25Вт
R5 = 15к - 0,25Вт
R6 = 50 - 0,25Вт
R7 = 150 - 2Вт
FU1 = 10А
VD1 = струм 10А, бажано брати міст із запасом. Ну на 15-25А та зворотна напруга не нижче 50В
VD2 = будь-який імпульсний діод, на зворотну напругу не нижче 50В
VS1 = КУ202, Т-160, Т-250
VT1 = КТ361А, КТ3107, КТ502
VT2 = КТ315А, КТ3102, КТ503
Як було сказано раніше схема є тиристорним фазоімпульсним регулятором потужності з електронним регуляторомструму заряджання.
Управління електродом тиристора здійснюється ланцюгом на транзисторах VT1 та VT2. Керуючий струм проходить через VD2, необхідний захисту схеми від зворотних стрибків струму тиристора.
Резистором R5 визначається струм зарядки акумулятора, який має бути 1/10 від ємності АКБ. Наприклад АКБ ємністю 55А треба заряджати струмом 5.5А. Тому на виході перед клемами зарядного пристрою бажано поставити амперметр для контролю за струмом зарядки.
З приводу харчування, для цієї схеми підбираємо трансформатор зі змінною напругою 18-22В, бажано за потужністю без запасу, адже використовуємо тиристор в управлінні. Якщо напруга більша - R7 піднімаємо до 200Ом.
Також не забуваємо, що діодний міст і керуючий тиристор треба ставити на радіатори через теплопровідну пасту. Так само якщо ви використовуєте прості діоди типу Д242-Д245, КД203, пам'ятайте що їх треба ізолювати від корпусу радіатора.
На вихід ставимо запобіжник на потрібні струми, якщо ви не плануєте заряджати АКБ струмом вище 6А, то запобіжника на 6,3А вам вистачить з головою.
Також для захисту вашого акумулятора і зарядного пристрою, рекомендую поставити мою або , яка крім захисту від переполюсування захистить зарядне від підключення акумуляторів з напругою менше 10,5В.
Ну ось у принципі розглянули схему зарядного на КУ202.
Друкована плата тиристорного зарядного пристрою на КУ202
У зібраному вигляді від Сергія
Успіхів вам з повторенням і чекаю ваших питань у коментарях
Для безпечної, якісної та надійної зарядки будь-яких типів акумуляторів, рекомендую
Що б не пропустити останні оновленняу майстерні, підписуйтесь на оновлення в Вконтактеабо Однокласниках, так само можна передплатити оновлення електронній поштіу колонці праворуч
Не хочеться вникати у рутини радіоелектроніки? Рекомендую звернути увагу на пропозиції наших китайських друзів. За цілком прийнятну ціну можна придбати якісні зарядні пристрої
Простенький зарядний пристрій з світлодіодним індикаторомзарядки, зелений акумулятор заряджається, червоний акумулятор заряджено.
Є захист від короткого замикання, є захист від переполюсування. Відмінно підійде для зарядки Мото АКБ ємністю до 20А, АКБ 9А зарядить за 7 годин, 20А - за 16 годин. Ціна на це зарядне 403 рубля, доставка безкоштовна
Цей тип зарядного здатний автоматично заряджати практично будь-які типи автомобільних та мото акумуляторів 12В до 80А\Ч. Має унікальний спосіб заряджання в три етапи: 1. Заряджання постійним струмом, 2. Заряджання постійною напругою, 3. Крапельна дозарядка до 100%.
На передній панелі два індикатори, перший вказує напругу та відсоток заряджання, другий вказує струм заряджання.
Досить якісний прилад для домашніх потреб, ціна всього 781,96 руб, доставка безкоштовна.На момент написання цих рядків кількість замовлень 1392,оцінка 4,8 із 5. Євровилку
Зарядний пристрій для найрізноманітніших типів акумуляторів 12-24В зі струмом до 10А та піковим струмом 12А. Вміє заряджати Гелієві АКБ та СА\СА. Технологія зарядки як і в попереднього у три етапи. Зарядний пристрій здатний заряджати як в автоматичному режимі, так і вручному. На панелі є РК індикатор, що вказує напругу, струм заряду та відсоток заряджання.
Хороший прилад, якщо вам треба заряджати всі можливі типи АКБ будь-яких ємностей, аж до 150Ач
Ціна на це диво 1625 рублів, доставка безкоштовна.На момент написання цих рядків кількість замовлень 23,оцінка 4,7 із 5.При замовленні не забудьте вказати Євровилку
Для того, щоб автомобіль завівся, йому необхідна енергія. Така енергія береться з акумулятора. Як правило, його підзарядка 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. В цьому випадку потрібна зовнішня зарядка. Такий пристрій можна купити або зібрати самостійно, але для цього знадобиться зарядний пристрій.
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 і занурюються в електроліт.
Розчин електроліту включає до свого складу дистильовану воду та сірчану кислоту. Від густини електроліту залежить морозостійкість батареї. У Останнім часомз'явилися технології, що дозволяють адсорбувати електроліт у скляному волокні або згущувати його з використанням 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 сплаву. 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 платівках. Акумуляторна батарея (АКБ) починає втрачати заряд. У процесі зарядки хімічна реакція відбувається у зворотному порядку, сульфат свинцю та 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 лише 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) та 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 головних 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 більший струм, тим вище 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 має бути у кожного автолюбителя, тому якщо немає можливості або бажання придбати готовий прилад, нічого не залишиться, як зробити зарядку для акумулятора самостійно. Неважко зробити 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) у 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 мережінадходить на первинну обмотку трансформатора. Сам трансформатор може використовуватись будь-якого виду. Складається він із двох частин: сердечника та обмоток. Сердечник збирається із сталі чи 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, яке потужність повинна забезпечувати триразовий запас по 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 послідовно включеним перед акумулятором амперметром. Такою 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 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 за допомогою переробленого комп'ютерного джерела живлення формату АТ. Як ШИМ контролера у яких використовується поширена мікросхема TL494. Сама переробка полягає у збільшенні вихідного сигналу до 14 вольт. Для цього знадобиться 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 необхідний 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 стабільно 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 світиться 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, що дорівнює 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 під час роботи з мережею змінного струму 220 В. Як правило, правильно виконаний прилад зарядки з справних деталей починає працювати відразу, потрібно тільки виставити струму заряду.
