У кожного автомобіліста рано чи пізно виникають проблеми з акумулятором. Не уникнув цієї долі і я. Після 10 хвилин безуспішних спроб завести свій автомобіль вирішив, що необхідно придбати або зробити зарядний пристрій. Увечері зробивши ревізію в гаражі і знайшовши там підходящий трансформатор, вирішив робити зарядку сам.

Там же серед непотрібного барахла знайшов і стабілізатор напруги від старого телевізора, який на мою думку чудово підійде як корпус.

Проштудувавши безкраї простори Інтернету і реально оцінивши свої сили вибрав напевно найпростішу схему.

Роздрукувавши схему пішов до сусіда, який захоплюється радіоелектронікою. Він протягом 15 хвилин набрав мені необхідні деталі, відрізав шматок фольгованого текстоліту та дав маркер для малювання плат. Витративши близько години часу, я намалював прийнятну плату (монтаж просторий розмір корпусу дозволяє). Як цькувати плату розповідати не буду, про це багато інформації. Я ж відніс своє творіння сусідові, і він мені її протруїв. В принципі можна було купити монтажну плату і все зробити на ній, але як кажуть дарованому коневі.
Просвердлив всі необхідні отвори і вивівши на екран монітора цоколівку транзисторів я взявся за паяльник і приблизно через годину у мене була готова плата.

Діодний місток можна купити на ринку, головне, щоб він був розрахований на струм не менше 10 ампер. У мене знайшлися діоди Д 242 їх характеристики цілком підходять, і на шматочку текстоліту я спаяв діодний міст.

Тиристор необхідно встановлювати на радіатор, оскільки під час роботи він помітно гріється.

Окремо має сказати про амперметр. Його довелося купувати в магазині, там же продавець-консультант підібрав і шунт. Схему вирішив трохи доопрацювати та додати перемикач, щоб можна було вимірювати напругу на акумуляторі. Тут також знадобився шунт, але при вимірі напруги він підключається не паралельно, а послідовно. Формулу розрахунку можна знайти в Інтернеті, від себе додам, що велике значення має потужність розсіювання резисторів шунта. За моїми розрахунками вона повинна була бути 2,25 Вт, але у мене грівся шунт потужністю 4 Вт. Причина мені невідома, не вистачає досвіду в подібних справах, але, вирішивши, що в основному мені потрібні свідчення амперметра, а не вольтметра, я з цим змірявся. Тим більше, що в режимі вольтметра шунт помітно нагрівався секунд за 30-40. Отже, зібравши все необхідне та перевіривши все на табуретці, я взявся за корпус. Повністю розібравши стабілізатор, я вийняв всю його начинку.

Розмітивши передню стінку, я просвердлив отвори під змінний резистор і перемикач, потім свердлом маленького діаметра по колу просвердлив отвори під амперметр. Гострі краї допрацював напилком.

Трохи зламавши голову над розташуванням трансформатора і радіатора з тиристором, зупинився на такому варіанті.

Прикупив ще пару затискачів «крокодил» і все-зарядка готова. Особливістю даної схеми є те, що вона працює тільки під навантаженням, тому зібравши пристрій і не знайшовши напруги на висновках вольтметром, не поспішайте мене лаяти. Просто повісьте на висновки хоча б автомобільну лампочку і буде вам щастя.

Трансформатор беріть із напругою на вторинній обмотці 20-24 вольта. Стабілітрон Д 814. Всі інші елементи вказані на схемі.

Як зробити саморобний автоматичний зарядний пристрій На фотографії представлений саморобний автоматичний зарядний пристрій для заряджання
Як зробити саморобний автоматичний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора

Як зробити саморобний автоматичний зарядний пристрій

для автомобільного акумулятора

На фотографії представлений саморобний автоматичний зарядний пристрій для зарядки автомобільних акумуляторів на 12 В струмом величиною до 8 А, зібраного в корпусі від мілівольтметра В3-38.

Чому потрібно заряджати акумулятор автомобіля

Акумулятор заряджається в автомобілі від електричного генератора. Для забезпечення безпечного режиму заряджання акумулятора після генератора встановлюють реле-регулятор, що забезпечує напругу зарядки не більше 14,1±0,2 В. Для повної зарядки акумулятора потрібна напруга 14,5 В. З цієї причини зарядити акумулятор на 100% генератор автомобіля може. Тому необхідно періодично заряджати акумулятор зовнішнім зарядним пристроєм.

У теплий період забезпечити пуск двигуна може акумулятор заряджений всього на 20%. При негативних температурах ємність акумулятора зменшується вдвічі, а пускові струми через загусне мастило двигуна зростають. Тому якщо вчасно не зарядити акумулятор, з настанням холодів двигун може не запуститися.

Аналіз схем зарядних пристроїв

Для заряджання автомобільного акумулятора служать зарядні пристрої. Його можна купити готове, але за бажання і невеликий радіоаматорський досвід можна зробити своїми руками, заощадивши при цьому чималі гроші.

Схем зарядних пристроїв автомобільних акумуляторів в Інтернеті опубліковано багато, але вони мають недоліки.

Зарядні пристрої, зроблені на транзисторах, виділяють багато тепла, зазвичай бояться короткого замикання і помилкового підключення полярності акумулятора. Схеми на тиристорах і симісторах не забезпечують необхідної стабільності зарядного струму і видають акустичний шум, не допускають помилок підключення акумулятора і випромінюють потужні радіоперешкоди, які можна зменшити, одягнувши на мережевий провід феритове кільце.

Привабливою є схема виготовлення зарядного пристрою з блоку живлення комп'ютера. Структурні схеми комп'ютерних блоків живлення однакові, але електричні різні, і доопрацювання потрібна висока радіотехнічна кваліфікація.

Інтерес у мене викликала конденсаторна схема зарядного пристрою, ККД високий, тепла не виділяє, забезпечує стабільний струм заряду незалежно від ступеня заряду акумулятора та коливань мережі живлення, не боїться коротких замикань виходу. Але теж має нестачу. Якщо в процесі заряду зникне контакт з акумулятором, то напруга на конденсаторах зростає в кілька разів (конденсатори і трансформатор утворюють резонансний коливальний контур з частотою електромережі), і вони пробиваються. Треба було усунути тільки цю єдину ваду, що мені й вдалося зробити.

В результаті вийшла схема зарядного пристрою для акумуляторів в якій немає вище перерахованих недоліків. Більше 15 років заряджаю саморобним конденсаторним зарядним пристроєм будь-які кислотні акумулятори на 12 В. Пристрій працює безвідмовно.

Принципова схема автоматичного зарядного пристрою

для автомобільного акумулятора

При складності, що здається, схема саморобного зарядного пристрою проста і складається всього з декількох закінчених функціональних вузлів.

Якщо схема для повторення Вам здалася складною, то можна зібрати простішу, що працює на такому ж принципі, але без функції автоматичного вимкнення при повній зарядці акумулятора.

Схема обмежувача струму на баластових конденсаторах

У автомобільному конденсаторному зарядному пристрої регулювання величини і стабілізація сили струму заряду акумулятора забезпечується за рахунок включення послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора Т1 баластних конденсаторів С4-С9. Чим більша ємність конденсатора, тим більше буде струм заряду акумулятора.

Практично це закінчений варіант зарядного пристрою, можна підключити після діодного моста акумулятор і зарядити його, але надійність такої схеми низька. Якщо порушиться контакт з клемами акумулятора, конденсатори можуть вийти з ладу.

Місткість конденсаторів, яка залежить від величини струму та напруги на вторинній обмотці трансформатора, можна приблизно визначити за формулою, але легше орієнтуватися за даними таблиці.

Для регулювання струму, щоб скоротити кількість конденсаторів, їх можна підключати паралельно до груп. У мене перемикання здійснюється за допомогою двох галетних перемикачів, але можна поставити кілька тумблерів.

Схема захисту

від помилкового підключення полюсів акумулятора

Схема вимірювання струму та напруги заряджання акумулятора

Завдяки наявності перемикача S3 на схемі вище при зарядці акумулятора є можливість контролювати не тільки величину струму зарядки, але і напруга. При верхньому положенні S3 вимірюється струм, при нижньому – напруга. Якщо зарядний пристрій не підключено до електромережі, то вольтметр покаже напругу акумулятора, а коли заряджається акумулятор, то напруга зарядки. Як головка застосований мікроамперметр М24 з електромагнітною системою. R17 шунтує головку в режимі вимірювання струму, а R18 служить дільником при вимірі напруги.

Схема автоматичного вимкнення ЗУ

при повній зарядці акумулятора

Для живлення операційного підсилювача та створення опорної напруги застосовано мікросхему стабілізатора DA1 типу 142ЕН8Г на 9В. Мікросхема обрана не випадково. При зміні температури корпусу мікросхеми на 10º, вихідна напруга змінюється лише на соті частки вольта.

Система автоматичного відключення зарядки при досягненні напруги 15,6 виконана на половинці мікросхеми А1.1. Висновок 4 мікросхеми підключений до дільника напруги R7, R8 з якого на нього подається опорна напруга 4,5 В. Висновок 4 мікросхеми підключений до іншого дільника на резисторах R4-R6, резистор R5 підлаштування для встановлення порога спрацьовування автомата. Величиною резистора R9 визначається поріг включення зарядного пристрою 12,54 В. Завдяки застосуванню діода VD7 і резистора R9, забезпечується необхідний гістерезис між напругою включення та відключення заряду акумулятора.

Працює схема в такий спосіб. При підключенні до зарядного пристрою автомобільного акумулятора, напруга на клемах якого менше 16,5 В, на виведенні 2 мікросхеми А1.1 встановлюється достатня напруга для відкривання транзистора VT1, транзистор відкривається і реле P1 спрацьовує, підключаючи контактами К1.1 до електромережі первинну обмотку трансформатора та починається зарядка акумулятора. Як тільки напруга заряду досягне 16,5, напруга на виході А1.1 зменшиться до величини, недостатньої для підтримки транзистора VT1 у відкритому стані. Реле відключиться і контакти К1.1 підключать трансформатор через конденсатор чергового режиму С4, при якому струм заряду дорівнюватиме 0,5 А. У такому стані схема зарядного пристрою перебуватиме, поки напруга на акумуляторі не зменшиться до 12,54 В. Як тільки напруга встановиться рівним 12,54, знову включиться реле і зарядка піде заданим струмом. Передбачена можливість у разі потреби перемикачем S2 відключити систему автоматичного регулювання.

Таким чином, система автоматичного стеження за зарядкою акумулятора виключить можливість перезарядження акумулятора. Акумулятор можна залишити підключеним до зарядного пристрою хоч на цілий рік. Такий режим актуальний для автолюбителів, які їздять лише влітку. Після закінчення сезону автопробігу можна підключити акумулятор до зарядного пристрою та вимкнути лише навесні. Навіть якщо в електромережі пропаде напруга, за його появи зарядний пристрій продовжить заряджати акумулятор у штатному режимі

Принцип роботи схеми автоматичного відключення зарядного пристрою у разі перевищення напруги через відсутність навантаження, зібраного на другій половинці операційного підсилювача А1.2, такий же. Тільки поріг повного відключення зарядного пристрою від мережі живлення обраний 19 В. Якщо напруга зарядки менше 19 В, на виході 8 мікросхеми А1.2 напруга достатня, для утримання транзистора VT2 у відкритому стані, при якому на реле P2 подано напругу. Як тільки напруга зарядки перевищить 19, транзистор закриється, реле відпустить контакти К2.1 і подача напруги на зарядний пристрій повністю припиниться. Як тільки буде підключено акумулятор, він запитає схему автоматики, і зарядний пристрій відразу повернеться до робочого стану.

Конструкція автоматичного зарядного пристрою

Всі деталі зарядного пристрою розміщені в корпусі міліамперметра В3-38, з якого видалено весь вміст, крім стрілочного приладу. Монтаж елементів, крім схеми автоматики, виконаний навісним способом.

Конструкція корпусу міліамперметра являє собою дві прямокутні рамки, з'єднані чотирма куточками. У куточках з рівним кроком зроблено отвори, до яких зручно кріпити деталі.

Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. На цій пластині встановлено С1. На фото вигляд зарядного пристрою знизу.

До верхніх куточків корпусу закріплена також пластина зі склотекстоліту товщиною 2 мм, а до неї гвинтами конденсатори С4-С9 та реле Р1 та Р2. До цих куточків також прикручено друковану плату, на якій спаяно схему автоматичного керування зарядкою акумулятора. Реально кількість конденсаторів не шість, як за схемою, а 14, так як для отримання потрібного конденсатора номіналу доводилося з'єднувати їх паралельно. Конденсатори та реле підключені до іншої схеми зарядного пристрою через роз'єм (на фото вище блакитний), що полегшило доступ до інших елементів під час монтажу.

На зовнішній стороні задньої стінки встановлений ребристий радіатор алюмінієвий для охолодження силових діодів VD2-VD5. Тут також встановлений запобіжник Пр1 на 1 А і вилка, (взята від блоку живлення комп'ютера) для подачі напруги живлення.

Силові діоди зарядного пристрою закріплені за допомогою двох притискних планок до радіатора всередині корпусу. Для цього в задній стінці корпусу зроблено прямокутний отвір. Таке технічне рішення дозволило до мінімуму звести кількість тепла, що виділяється всередині корпусу і економії місця. Висновки діодів і проводи, що підводять, розпаяні на не закріплену планку з фольгованого склотекстоліту.

На фотографії вигляд саморобного зарядного пристрою праворуч. Монтаж електричної схеми виконаний кольоровими проводами, змінної напруги – коричневим, плюсові – червоним, мінусові – проводами синього кольору. Перетин проводів, що йдуть від вторинної обмотки трансформатора до клем для підключення акумулятора, повинен бути не менше 1 мм 2 .

Шунт амперметра є відрізок високоомного дроту константана довжиною близько сантиметра, кінці якого запаяні в мідні смужки. Довжина дроту шунта підбирається при калібруванні амперметра. Провід я взяв від шунта згорілого стрілочного тестера. Один кінець із мідних смужок припаяний безпосередньо до вихідної клеми плюса, до другої смужки припаяний товстий провідник, що йде від контактів реле Р3. На стрілочний пристрій від шунта йдуть жовтий і червоний провід.

Друкована плата блоку автоматики зарядного пристрою

Схема автоматичного регулювання та захисту від неправильного підключення акумулятора до зарядного пристрою спаяна на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту.

На фото представлений зовнішній вигляд зібраної схеми. Малюнок друкованої плати схеми автоматичного регулювання та захисту простий, отвори виконані з кроком 2,5 мм.

На фотографії вище вигляд друкованої плати з боку установки деталей з нанесеним червоним кольором маркуванням деталей. Таке креслення зручне при складанні друкованої плати.

Креслення друкованої плати вище стане в нагоді при її виготовленні за допомогою технології із застосуванням лазерного принтера.

А це креслення друкованої плати стане в нагоді при нанесенні струмоведучих доріжок друкованої плати ручним способом.

Шкала вольтметра та амперметра зарядного пристрою

Шкала стрілочного приладу мілівольтметра В3-38 не підходила під необхідні вимірювання, довелося накреслити на комп'ютері свій варіант, надрукував на щільному білому папері і клеєм момент приклеїв зверху на штатну шкалу.

Завдяки більшому розміру шкали та калібрування приладу в зоні вимірювання, точність відліку напруги вийшла 0,2 Ст.

Провід для підключення АЗУ до клем акумулятора та мережі

На дроти для підключення автомобільного акумулятора до зарядного пристрою з одного боку встановлені затискачі типу крокодил, з іншого боку - розрізні наконечники. Для підключення плюсового виведення акумулятора вибрано червоний провід, для підключення мінусового – синій. Перетин проводів для підключення до пристрою акумулятора повинен бути не менше 1 мм2.

До електричної мережі зарядний пристрій підключається за допомогою універсального шнура з вилкою та розеткою, як застосовується для підключення комп'ютерів, оргтехніки та інших електроприладів.

Про деталі зарядного пристрою

Силовий трансформатор Т1 застосований типу ТН61-220, вторинні обмотки якого послідовно з'єднані, як показано на схемі. Так як ККД зарядного пристрою не менше 0,8 і струм заряду зазвичай не перевищує 6 А, підійде будь-який трансформатор потужністю 150 ват. Вторинна обмотка трансформатора повинна забезпечити напругу 18-20 при струмі навантаження до 8 А. Розрахувати число витків вторинної обмотки трансформатора можна за допомогою спеціального калькулятора.

Конденсатори С4-С9 типу МБГЧ на напругу не менше 350 В. Можна використовувати будь-які конденсатори типу, розраховані на роботу в ланцюгах змінного струму.

Діоди VD2-VD5 підійдуть будь-якого типу, розраховані на струм 10 А. VD7, VD11 – будь-які імпульсні крем'яні. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 і VD13 будь-які, що витримують струм 1 А. Світлодіод VD1 – будь-який, VD9 я застосував типу КИПД29. Відмінна риса цього світлодіода, що він змінює колір свічення при зміні полярності підключення. Для його перемикання використано контакти К1.2 реле Р1. Коли заряджається основним струмом, світлодіод світить жовтим світлом, а при перемиканні в режим підзарядки акумулятора – зеленим. Замість бінарного світлодіода можна встановити будь-які два одноколірні, підключивши їх за нижче наведеною схемою.

Як операційний підсилювач обраний КР1005УД1, аналог зарубіжного AN6551. Такі підсилювачі застосовували у блоці звуку та відео у відеомагнітофоні ВМ-12. Підсилювач хороший тим, що не вимагає двох полярного живлення, ланцюгів корекції і зберігає працездатність при напрузі живлення від 5 до 12 В. Замінити його можна практично будь-яким аналогічним. Добре підійдуть для заміни мікросхеми, наприклад, LM358, LM258, LM158, але нумерація висновків у них інша, і потрібно внести зміни в малюнок друкованої плати.

Реле Р1 і Р2 будь-які на напругу 9-12 і контактами, розрахованими на комутований струм 1 А. Р3 на напругу 9-12 В і струм комутації 10 А, наприклад РП-21-003. Якщо в реле кілька контактних груп, їх бажано запаяти паралельно.

Перемикач S1 будь-якого типу, розрахований на роботу при напрузі 250 В і має достатню кількість контактів, що комутують. Якщо не потрібен крок регулювання струму в 1 А, можна поставити кілька тумблерів і встановлювати струм заряду, припустимо, 5 А і 8 А. Якщо заряджати тільки автомобільні акумулятори, то таке рішення цілком виправдане. Перемикач S2 служить для вимкнення системи контролю рівня заряджання. У разі заряду акумулятора великим струмом можливе спрацювання системи раніше, ніж акумулятор повністю зарядиться. У такому випадку систему можна вимкнути та продовжити заряджання в ручному режимі.

Електромагнітна головка для вимірювача струму та напруги підійде будь-яка, зі струмом повного відхилення 100 мкА, наприклад типу М24. Якщо немає необхідності вимірювати напругу, а тільки струм, можна встановити готовий амперметр, розрахований на максимальний постійний струм вимірювання 10 А, а напругу контролювати зовнішнім стрілочним тестером або мультиметром, підключивши їх до контактів акумулятора.

Налаштування блоку автоматичного регулювання та захисту АЗУ

При безпомилковому збиранні плати та справності всіх радіоелементів, схема запрацює відразу. Залишиться лише встановити поріг напруги резистором R5, при досягненні якого заряджання акумулятора буде переведено в режим заряджання малим струмом.

Регулювання можна виконувати безпосередньо під час заряджання акумулятора. Але все ж краще підстрахуватися і перед встановленням в корпус, схему автоматичного регулювання та захисту АЗУ перевірити і налаштувати. Для цього знадобиться блок живлення постійного струму, який має можливість регулювати вихідну напругу в межах від 10 до 20 В, розрахованого на вихідний струм величиною 0,5-1 А. З вимірювальних приладів знадобиться будь-який вольтметр, стрілочний тестер або мультиметр, розрахований на вимірювання постійного струму. напруги, з межею виміру від 0 до 20 В.

Перевірка стабілізатора напруги

Після монтажу всіх деталей на друковану плату потрібно подати від блока живлення напругу живлення величиною 12-15 В на загальний провід (мінус) і виведення 17 мікросхеми DA1 (плюс). Змінюючи напругу на виході блоку живлення від 12 до 20 В, потрібно за допомогою вольтметра переконатися, що величина напруги на виході мікросхеми 2 стабілізатора напруги DA1 дорівнює 9 В. Якщо напруга відрізняється або змінюється, то DA1 несправна.

Мікросхеми серії К142ЕН та аналоги мають захист від короткого замикання по виходу і якщо закоротити її вихід на загальний провід, то мікросхема увійде в режим захисту і не вийде з ладу. Якщо перевірка показала, що напруга на виході мікросхеми дорівнює 0, це не завжди означає про її несправність. Цілком можливо наявність КЗ між доріжками друкованої плати або несправний один із радіоелементів решти схеми. Для перевірки мікросхеми достатньо від'єднати від плати її виведення 2 і якщо на ньому з'явиться 9, значить, мікросхема справна, і необхідно знайти і усунути КЗ.

Перевірка системи захисту від перенапруги

Опис принципу роботи схеми вирішив почати з простішої частини схеми, до якої не пред'являються строгі норми з напруги спрацьовування.

Функцію відключення АЗУ від електромережі у разі від'єднання акумулятора виконує частину схеми, зібрана на операційному диференціальному підсилювачі А1.2 (далі ОУ).

Принцип роботи операційного диференціального підсилювача

Без знання принципу роботи ОУ розібратися у роботі схеми складно, тому наведу короткий опис. ОУ має два входи та один вихід. Один із входів, що позначається на схемі знаком «+», називається не інвертуючим, а другий вхід, який позначається знаком «-» або кружком, називається інвертуючим. Слово диференціальний ОУ означає, що напруга на виході підсилювача залежить від різниці напруги на його входах. У цьому схемі операційний підсилювач включений без зворотний зв'язок, як компаратора – порівняння вхідних напруг.

Таким чином, якщо напруга на одному з входів буде незмінною, а на другому зміняться, то в момент переходу через точку рівності напруги на входах, напруга на виході підсилювача стрибкоподібно зміниться.

Перевірка схеми захисту від перенапруги

Повернемося до схеми. Неінвертуючий вхід підсилювача А1.2 (висновок 6) підключений до дільника напруги, зібраного на резисторах R13 та R14. Цей дільник підключений до стабілізованої напруги 9 і тому напруга в точці з'єднання резисторів, ніколи не змінюється і становить 6,75 В. Другий вхід ОУ (висновок 7) підключений до другого дільника напруги, зібраному на резисторах R11 і R12. Цей дільник напруги підключений до шини, якою йде зарядний струм, і напруга на ньому змінюється в залежності від величини струму та ступеня заряду акумулятора. Тому і величина напруги на виведенні 7 теж буде змінюватися відповідно. Опір дільника підібрані таким чином, що при зміні напруги зарядки акумулятора від 9 до 19 напруга на виведенні 7 буде менше, ніж на виведенні 6 і напруга на виході ОУ (висновок 8) буде більше 0,8 В і близько до напруги живлення ОУ. Транзистор буде відкритий, на обмотку реле Р2 надходитиме напруга і воно замкне контакти К2.1. Напруга на виході також закриє діод VD11 і резистор R15 у роботі схеми не братиме участі.

Як тільки напруга зарядки перевищить 19 В (це може трапитися тільки у випадку, якщо від виходу АЗУ буде відключений акумулятор), напруга на виведенні 7 стане більшою, ніж на виведенні 6. У цьому випадку на виході ОУ напруга стрибкоподібно зменшиться до нуля. Транзистор закриється, реле знеструмиться і контакти К2.1 розімкнуться. Подача напруги живлення на ОЗУ буде припинена. У момент, коли напруга на виході ОУ дорівнюватиме нулю, відкриється діод VD11 і, таким чином, паралельно до R14 дільника підключиться R15. Напруга на 6 виведення миттєво зменшиться, що виключить помилкові спрацьовування в момент рівності напруги на входах ОУ через пульсації і перешкод. Змінюючи величину R15, можна змінювати гістерезис компаратора, тобто напруга, при якому схема повернеться у вихідний стан.

При підключенні акумулятора до ОЗУ напруги на виведенні 6 знову встановиться рівним 6,75, а на виведенні 7 буде менше і схема почне працювати в штатному режимі.

Для перевірки роботи схеми достатньо змінювати напругу на блоці живлення від 12 до 20 і підключивши вольтметр замість реле Р2 спостерігати його показання. При напрузі менше 19, вольтметр повинен показувати напругу, величиною 17-18 (частина напруги впаде на транзисторі), а при більшому - нуль. Бажано все ж таки підключити до схеми обмотку реле, тоді буде перевірена не тільки робота схеми, але і його працездатність, а по клацанням реле можна буде контролювати роботу автоматики без вольтметра.

Якщо схема не працює, потрібно перевірити напруги на входах 6 і 7, виході ОУ. При відмінності напруги від зазначених вище, потрібно перевірити номінали резисторів відповідних дільників. Якщо резистори дільників та діод VD11 справні, то, отже, несправний ОУ.

Для перевірки ланцюга R15, D11 достатньо відключити одні з висновків цих елементів, схема буде працювати, тільки без гістерезису, тобто включатися і відключатися при одному і тому ж напругі, що подається з блоку живлення. Транзистор VT12 легко перевірити, від'єднавши один із висновків R16 і контролюючи напругу на виході ОУ. Якщо виході ОУ напруга змінюється правильно, а реле постійно включено, отже, має місце пробою між колектором і емітером транзистора.

Перевірка схеми вимкнення акумулятора при повній його зарядці

Принцип роботи ОУ А1.1 нічим не відрізняється від роботи А1.2, за винятком можливості змінювати поріг вимкнення напруги за допомогою підстроювального резистора R5.

Дільник для опорної напруги зібраний на резисторах R7, R8 і напруга на виведенні 4 ОУ має бути 4,5 В. Докладніше це питання розглянуте у статті сайту "Як заряджати акумулятор".

Для перевірки роботи А1.1, напруга живлення, подана з блоку живлення плавно збільшується і зменшується в межах 12-18 В. При досягненні напруги 15,6 В повинно відключитися реле Р1 і контактами К1.1 переключити АЗУ в режим зарядки малим струмом через конденсатор С4. При зниженні рівня напруги нижче 12,54 В реле повинно включитися та переключити АЗУ в режим заряджання струмом заданої величини.

Напруга порогу включення 12,54 можна регулювати зміною номіналу резистора R9, але в цьому немає необхідності.

За допомогою перемикача S2 можна відключати автоматичний режим роботи, включивши реле Р1 безпосередньо.

Схема зарядного пристрою на конденсаторах

без автоматичного відключення

Для тих, хто не має достатнього досвіду зі складання електронних схем або не потребує автоматичного відключення ЗУ після закінчення зарядки акумулятора, пропоную спрощений варіант схеми пристрою для заряджання автомобільних кислотних акумуляторів. Відмінна особливість схеми в її простоті для повторення, надійності, високому ККД та стабільним струмом заряду, наявність захисту від неправильного підключення акумулятора, автоматичне продовження зарядки у разі зникнення напруги живлення.

Принцип стабілізації зарядного струму залишився незмінним та забезпечується включенням послідовно з мережевим трансформатором блоку конденсаторів С1-С6. Для захисту від перенапруги на вхідній обмотці та конденсаторах використовується одна з пар нормально розімкнених контактів реле Р1.

Коли акумулятор не підключений, контакти реле Р1 К1.1 і К1.2 розімкнені і навіть якщо зарядний пристрій підключений до мережі живлення струм не надходить на схему. Те саме відбувається, якщо помилково підключити акумулятор за полярністю. При правильному підключенні акумулятора струм надходить через діод VD8 на обмотку реле Р1, реле спрацьовує і замикаються його контакти К1.1 і К1.2. Через замкнуті контакти К1.1 мережна напруга надходить на зарядний пристрій, а через К1.2 на акумулятор надходить зарядний струм.

На перший погляд здається, що контакти реле К1.2 не потрібні, але якщо їх не буде, то при помилковому підключенні акумулятора струм потіче з плюсового виведення акумулятора через мінусову клему ЗУ, далі через діодний міст і далі безпосередньо на мінусовий вивід акумулятора та діоди мосту ЗУ вийдуть з ладу

Запропонована проста схема для заряджання акумуляторів легко адаптується для заряджання акумуляторів на напругу 6 або 24 В. Достатньо замінити реле Р1 на відповідну напругу. Для зарядки 24 вольтових акумуляторів необхідно забезпечити вихідну напругу з вторинної обмотки Т1 трансформатора не менше 36 В.

При бажанні схему простого зарядного пристрою можна доповнити приладом індикації зарядного струму та напруги, увімкнувши його як у схемі автоматичного зарядного пристрою.

Порядок заряджання автомобільного акумулятора

автоматичним саморобним ЗУ

Перед зарядкою знятий з автомобіля акумулятор необхідно очистити від бруду і протерти його поверхні для видалення кислотних залишків водним розчином соди. Якщо кислота лежить на поверхні, то водний розчин соди піниться.

Якщо акумулятор має пробки для заливки кислоти, то всі пробки потрібно викрутити, для того, щоб гази, що утворюються при зарядці в акумуляторі, могли вільно виходити. Обов'язково потрібно перевірити рівень електроліту, і якщо він менший за необхідний, долити дистильованої води.

Далі потрібно перемикачем S1 на зарядному пристрої виставити величину струму заряду і підключити акумулятор дотримуючись полярності (плюсовий висновок акумулятора потрібно приєднати до плюсового виведення зарядного пристрою) до його клем. Якщо перемикач S3 знаходиться в нижньому положенні, то стрілка приладу на зарядному пристрої відразу покаже напругу, яку видає акумулятор. Залишилося вставити штепсельну вилку в розетку і процес зарядки акумулятора почнеться. Вольтметр вже почне показувати напругу заряджання.

Розрахувати час заряду акумулятора за допомогою онлайн калькулятора, вибрати оптимальний режим заряджання автомобільного акумулятора та ознайомитися з правилами його експлуатації Ви можете відвідавши статтю сайту «Як заряджати акумулятор».

Дотримання режиму експлуатації акумуляторних батарей, зокрема режиму заряджання, гарантує їх безвідмовну роботу протягом усього терміну служби. Заряджання акумуляторних батарей роблять струмом, значення якого можна визначити за формулою

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

Класичний зарядний пристрій автомобільного акумулятора складається з понижуючого трансформатора, випрямляча і регулятора струму зарядки. Як регулятори струму застосовують дротяні реостати (див. рис. 1) і транзисторні стабілізатори струму.

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

Для регулювання зарядного струму можна використовувати магазин конденсаторів, що включаються послідовно з первинною (мережевою) обмоткою трансформатора і виконують функцію реактивних опорів, що гасять надмірну напругу мережі. Спрощена такого пристрою наведена на рис. 2.

У цій схемі теплова (активна) потужність виділяється лише на діодах VD1-VD4 випрямного мосту та трансформаторі, тому нагрівання пристрою незначне.

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

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

Передбачена можливість автоматичного вимкнення пристрою, коли батарея повністю зарядиться. Воно не боїться короткочасних коротких замикань у ланцюзі навантаження та урвищ у ній.

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

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

Рис. 4 представлена ​​ще одного зарядного пристрою, в якому струм заряджання плавно регулюється від нуля до максимального значення.

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

Варіант друкованої плати зарядного пристрою (див. рис. 4) розміром 60х75 мм наведено 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 більша за потужність, що споживається акумулятором.

Ця обставина є істотним недоліком зарядних пристроїв з регулятором струму триністором (тиристором).

Примітка:

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

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

У схемі Мал. 5 регулюючий вузол аналогічний застосованому в попередньому варіанті пристрою. Триністор VS1 включений у діагональ випрямного мосту VD1 – VD4. Оскільки струм первинної обмотки трансформатора приблизно в 10 разів менший заряду струму, на діодах VD1-VD4 і триністорі VS1 виділяється відносно невелика теплова потужність і вони не вимагають установки на радіатори. Крім того, застосування тріністора в ланцюзі первинної обмотки трансформатора дозволило дещо покращити форму кривої зарядного струму і знизити значення коефіцієнта форми кривої струму (що також призводить до підвищення ККД зарядного пристрою). До нестачі цього зарядного пристрою слід віднести гальванічну зв'язок з мережею елементів вузла регулювання, що необхідно враховувати при розробці конструктивного виконання (наприклад, використовувати резистор змінний з пластмасовою віссю).

Варіант друкованої плати зарядного пристрою на малюнку 5, розміром 60х75 мм наведено 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 літерами А, Б, Ст Стабілітрон VD3 типу КС518, КС522, КС524, або складений з двох однакових стабілітронів з сумарною напругою стабілізації 18КС4 , КС510 та ін.). Транзистор VT1 одноперехідний, типу КТ117А, Б, В, Г. Діодний місток VD5-VD8 складається 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 сильно нагріватимуться, в корпус зарядного пристрою можна встановити вентилятор для обдування.

26 листопада 2016

Автолюбителі, котрі не змінюють машини кожні 2 роки, рано чи пізно стикаються з розрядкою акумуляторної батареї. Це трапляється як через її знос, так і з вини інших елементів бортової електромережі. Щоб і далі експлуатувати акумулятор, потрібно постійно його заряджати. Варіантів тут два: купити для цього прилад заводського виготовлення або зібрати зарядний пристрій (ЗУ) для автомобіля своїми руками.

Коротко про заводські моделі зарядників

У торговій мережі продається 3 види приладів, призначених для відновлення джерел живлення авто:

• імпульсні;
• автоматичні;
• трансформаторні зарядно-пускові апарати

Перший тип ЗУ здатний повністю заряджати батареї за допомогою імпульсів у двох режимах - спочатку при постійній напрузі, а потім - при постійному струмі. Це найбільш прості та доступні за ціною вироби, придатні для заряджання всіх типів автомобільних акумуляторів. Автоматичні моделі влаштовані складніше, проте не вимагають нагляду в процесі роботи. Незважаючи на вищу ціну, подібні ЗУ – найкращий вибір для водія – новачка, оскільки завдяки системам захисту ніколи не перегріють та не зіпсують батарею.

Нещодавно у продажу з'явилися мобільні прилади, оснащені власним акумулятором, який за необхідності передає заряд автомобільному. Але їх також доведеться періодично заряджати від електромережі 220 В.

Потужні трансформаторні апарати, здатні не тільки заряджати джерело живлення, а й обертати стартер машини, більше відносяться до професійних установок. Такий зарядник, хоч і має широкі можливості, коштує чималих грошей, тому рядовим користувачам малоцікавий.

Але як вчинити, коли акумулятор уже розрядився, зарядки вдома ще немає, а завтра треба їхати на роботу? Разовий варіант – звернутися до сусідів чи знайомих по допомогу, але краще змайструвати примітивне ЗП своїми руками.

З чого має складатися прилад?

Основними елементами будь-якого зарядного пристрою є:

1. Перетворювач напруги 220 В - котушка або трансформатор. Його завдання – забезпечити напругу, прийнятну для підзарядки батареї, що становить 12-15 Ст.
2. Випрямляч. Він перетворює змінний струм побутової електромережі на постійний, необхідний відновлення заряду акумулятора.
3. Вимикач та запобіжник.
4. Провід з клемами.

Заводські апарати додатково оснащуються приладами для вимірювання напруги та струму, захисними елементами та таймерами. Саморобний зарядний пристрій також можна поліпшити до рівня заводського за умови, що ви володієте знаннями в електротехніці. Якщо вам знайомі лише ази, то в домашніх умовах зможете зібрати такі примітивні конструкції:

• заряджання з адаптера для ноутбука;
• зарядник із деталей від старої побутової техніки.

Підзарядка за допомогою адаптера для ноутбука

У пристроях для живлення ноутбуків вже вбудований перетворювач та випрямляч. До того ж там є елементи стабілізації та згладжування вихідної напруги. Щоб використовувати їх як зарядний прилад, слід перевірити величину цієї напруги. Вона повинна становити не менше 12 В, інакше автомобільний акумулятор не зарядиться.

Для перевірки необхідно вставити штекер адаптера в розетку і з'єднати плюсову клему вольтметра з контактом, що знаходиться всередині круглого штекера. Мінусовий контакт розташований зовні. Якщо вольтметр показав 12 В і більше, підключіть адаптер до батареї наступним чином:

1. Візьміть 2 мідні дроти, зачистіть їх кінці та прикріпіть до контактів штекера.
2. «Мінусову» клему акумулятора приєднайте до дроту від зовнішнього контакту адаптера.
3. Провід від внутрішнього контакту підключіть до «плюсової» клеми.
4. У розрив «плюсового» дроту поставте малопотужну автомобільну лампочку на 12 В, вона стане баластним опором.
5. Відкрийте кришку батареї або викрутіть пробки та увімкніть адаптер у мережу.

Така зарядка для акумулятора автомобіля не здатна відновити джерело живлення, що повністю «сіло». Але якщо заряд було втрачено частково, то за кілька годин батарею вдасться зарядити, щоб завести двигун.

Як зарядний пристрій допускається застосування інших типів адаптерів, що дають на виході напругу 12-15 Ст.

Негативний момент: якщо всередині батареї замкнули банки, то малопотужний адаптер може швидко вийти з ладу, а ви залишитеся без машини та ноутбука. Тому варто уважно спостерігати за процесом перші півгодини та при перегріві негайно відключити зарядку.

Складання ЗУ зі старих радіодеталей

Варіант з адаптерами не підходить для постійного застосування, оскільки є ризик зіпсувати пристрій, при тому, що швидкість зарядки досить низька. Більш потужний та надійний зарядник вийде з деталей старих телевізорів та лампових радіоприймачів, хоча для його виготовлення доведеться попрацювати. Для складання схеми знадобиться:

• силовий трансформатор, що знижує напругу до 12-15 В;
• діоди серій Д214 ... Д243 - 4 шт.;
• електролітичний конденсатор номіналом 1000 мкФ, розрахований на 25 В;
• старий тумблер (220 В, 6 А) та гніздо для запобіжника на 1 А;
• дроти з роз'ємами типу «крокодил»;
• відповідний металевий корпус.

Насамперед необхідно перевірити напругу на виході трансформатора, підключивши первинну (силову) обмотку до електромережі та знімаючи показання з кінців інших обмоток (їх буває кілька). Вибравши контакти з відповідним напругою, інші відкусіть або заізолюйте.

Підійде варіант з напругою 24-30 В, якщо 12 В відсутній. Його вдасться зменшити наполовину, змінивши схему.

Саморобний зарядний пристрій для акумулятора збирайте в такому порядку:

1. Встановіть трансформатор в металевий корпус, туди ж помістіть чотири діоди, прикручені гайками до листа гетинаксу або текстоліту.
2. До силової обмотки трансформатора через вимикач та запобіжник підключіть кабель живлення.
3. Спаяйте діодний міст за схемою та приєднайте його проводами до вторинної обмотки трансформатора.
4. На виході діодного моста поставте конденсатор, дотримуючись полярності.
5. Підключіть зарядні дроти з крокодилами.

Для контролю напруги і струму бажано встановити в ЗУ амперметр і вольтметр, що показує.. Перший входить у ланцюг послідовно, другий – паралельно. Згодом ви зможете удосконалити апарат, додавши ручний регулятор напруги, контрольну лампу та реле безпеки.

Якщо трансформатор видає до 30 В, замість діодного моста поставте 1 діод, підключений послідовно. Він «випрямить» змінний струм і зменшить його вдвічі – до 15 ст.

Швидкість заряджання акумулятора саморобним апаратом залежить від потужності трансформатора, але вона буде набагато вищою, ніж при підзарядці адаптером. Недолік пристрою, зробленого своїми руками, полягає у відсутності автоматики, чому процес доведеться контролювати, щоб не википів електроліт і батарея не перегрілася.

Майже кожен сучасний автомобіліст зустрічався з проблемами акумулятора. Щоб відновити його нормальну працездатність, необхідно мати мобільний зарядний пристрій. Він дозволяє реанімувати пристрій за лічені секунди.

Головна складова деталь будь-якої зарядки – трансформатор. Завдяки йому можна зробити простий зарядний пристрій своїми руками в домашніх умовах.

Тут ви дізнаєтесь які деталі знадобляться при складанні конструкції. Поради досвідчених експертів допоможуть уникнути поширених помилок.

Як заряджати акумулятор?

Заряджайте акумулятор за певними правилами, які допоможуть продовжити експлуатаційний термін цього пристрою. Порушення одного з пунктів може спровокувати передчасну поломку деталей.

Параметри заряджання повинні підбиратися відповідно до характерних рис автомобільного акумулятора. Цей процес дозволяє регулювати спеціалізований пристрій, який продається у спеціалізованих відділах. Як правило, воно має досить високу вартість, що робить його недоступним кожному за споживача.

Саме тому більшість вважає за краще зробити блок живлення зарядного пристрою своїми руками. Перед тим як розпочати робочий процес, необхідно ознайомитися з видами зарядок для машини.

Різновиди заряджання для акумуляторних батарей

Процес заряджання акумуляторних батарей є відновленням втраченої потужності. Для цього використовують спеціальні клеми, які продукують постійний струм і постійну напругу.

У процесі приєднання важливо дотримуватися полярності. Неправильне встановлення призведе до появи короткого замикання, що призведе до займання деталей усередині автомобіля.

Для швидкого реанімування акумулятора рекомендують використовувати постійну напругу. Воно здатне відновити працездатність автомобіля за 5 годин.

Проста схема зарядного пристрою

З чого можна зробити зарядний пристрій? Всі деталі та витратні матеріали можна використовувати зі старих побутових приладів.

Для цього знадобиться:

Понижуючий трансформатор. Він є у старих лампових телевізорах. Він допомагає знизити 220 В до необхідних 15 В. На виході трансформатора вийде змінна напруга. Надалі його рекомендується випрямити. Для цього знадобиться діод, що випрямляє. На схемах зробити зарядний пристрій своїми руками, зображено креслення з'єднань всіх елементів.

Діодний міст. Завдяки йому одержують негативний опір. Струм виходить пульсуючим, але контрольованим. У деяких випадках застосовують діодний міст із конденсатором, що згладжує. Він забезпечує постійний струм.

Витратні елементи. Тут є запобіжники, а також вимірювачі. Вони допомагають контролювати весь процес подачі заряду.

Мультиметр. Він вказуватиме на перепади потужності в процесі заряджання автомобільного акумулятора.

Цей пристрій у процесі роботи сильно грітиметься. Запобігти перегріванню установки допоможе спеціальний кулер. Він контролюватиме стрибки потужності. Його використовують замість діодного мосту. На фото зарядного пристрою своїми руками відображено готове обладнання для заряджання автомобільного акумулятора.

Регулювати процес можна шляхом зміни опору. Для цього використовують підстроювальний резистор. Це спосіб застосовують у більшості випадків.

Зробити ручне регулювання подавального струму можна за допомогою двох транзисторів та підстроювального резистора. Ці деталі забезпечують рівномірну подачу постійної напруги та забезпечують правильний рівень напруги на виході. В інтернеті представлено безліч ідей та інструкцій, як зробити зарядний пристрій.

Фото зарядного пристрою своїми руками